Pasaulio mokslininkų iššūkiai: įžiebti žvaigždę, suskaldyti elementariąsias daleles  (0)

Prireiks dešimtmečių, kol iki galo perprasime neseniai atrastą Higso bozoną, sukursime geriausius vaistus nuo vėžio ir aprūpinsime planetą švaria, pigia ir beveik begaline energija. Bet iki tol teks atremti nuolatinę trumparegių tamsuolių ir beraščių, kurių lūpose kartojamas naujas „sąmokslas“, priešpriešą. Esą mokslininkai nori iššvaistyti milijardus mokesčių mokėtojų pinigų niekur nevedantiems tuneliams ir dešimtmečius trunkantiems nerezultatyviems tyrimams.

Juk kartais išties sunku suvokti, kodėl pasaulio mokslininkų bendruomenė, kelios ar kelios dešimtys valstybių vienijasi, kad atliktų labai brangius tyrimus ir eksperimentus, nors realios naudos iš jų, bent artimiausioje ateityje, tikrai nebus, o norimi ištirti dalykai skamba kaip visiška fantastika.

Ar pakankamai investuojame į naujas technologijas, žinodami, kad šiandien galbūt teks mokėti mažesnes pensijas, bet rytoj dėl to turėsime tarpžvaigždines keliones? Štai, pavyzdžiui, bendrovės BMW tyrimų centre dirba per 15 tūkst. inžinierių ir pramoninių dizainerių (visame koncerne yra 110 tūkst. darbuotojų), jie atnaujina esamus modelius ir kuria naujus automobilius. Per pastaruosius penkerius metus į tyrimus BMW vidutiniškai investavo po 2 300 eurų nuo kiekvieno parduoto automobilio. Jų artimiausias konkurentas „Mercedes-Benz“ – po 1 700 eurų nuo kiekvieno parduoto merso.

Technologijų bendrovės taip pat nepamiršta investuoti į tyrimus. „Microsoft“ tam skyrė 10,4 mlrd. (9,8 proc. pelno), „Google“ – 5,8 mlrd., „Samsung“ – 10,5 mlrd. JAV dolerių (daugiau nei 10 proc. pelno). Didesnės investicijos į naujoves – tai didesnės pajamos. Logiškai mąstant, tokia pati grąža turi būti ir investuojant į teorines mokslo šakas.

Net ir labai nesidomintiesiems mokslu bei atradimais, žinoma Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija CERN. Spėkite, ar Europos Sąjungos (ES) skiriamos lėšos organizacijoje atliekamiems tyrimams prilygsta toms, kurias skiria privačios bendrovės. Juk vienoje svarstyklių pusėje sveriamas naujausio modelio automobilis ar išmanusis telefonas, o kitoje – beveik neribota švari energija, naujos technologijos ir kelionės į kosmosą.

Vis dėlto atrodo, kad žmonijai gerokai svarbiau turėti šiek tiek galingesnį automobilį nei perprasti Visatą, mat CERN metinis biudžetas – mažiau nei 1 mlrd. eurų. Visai neseniai jis buvo sumažintas dar 250 mln. eurų. O pačioje laboratorijoje dirba vos 2,4 tūkst. nuolatinių darbuotojų (dar 1,5 tūkst. dirba pusę etato).

Žinoma, galima tikėti kaimo bernais su vešliausiais ūsais visoj Žemaitėjėj, pareiškiančiais, kad investuoti į CERN neapsimoka ir visai nereikia, nes „iškrypėliai fizikai“ nori pensininkus badu išmarinti su savo „hujonais bujonais“, todėl reikia referendumo prieš smėlį valgančias moteris ir dar vieno, liepsiančio knygas, kaip valdant Adolfui Hitleriui, deginti ir mokslininkus ant laužo plikais užpakaliais sodinti, kad neitų prieš gamtą ir neterštų tyro Žemaitijos vandens (visai neužteršto trąšomis, upeliuose plaunamais senais golfais, už garažų pilamu tepalu, miškuose paliekamomis padangomis ir kitu šlamštu, kurį kaimiečiai ir miestiečiai palieka gamtoje).

Džiugu, kad taip mąstančiųjų nėra ir veikiausiai niekada nebus dauguma, tad kam mokslininkai ir tyrėjai šiandien skiria daugiausia jėgų?

Europa kas 100 km tunelį į niekur

Be jokios abejonės, šiuo metu didžiausias mokslinis instrumentas, su kuriuo siejama begalė vilčių (ir dėl kurio aikčioja daug pasaulio mokslininkų), yra Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas CERN laboratorijoje, netoli Ženevos. Nors jis skaičiuoja vos šeštus gyvavimo metus, jau planuojama jo pamaina – trigubas didysis elektronų pozitronų greitintuvas. Jis bus ne tik keturis kartus didesnis (iki 100 km ilgio), bet ir gerokai ambicingesnis projektas, kurį tyrėjai norėtų matyti greta Ženevos. Nors tai visai įmanomas scenarijus, kai jį nusprendžia statyti Japonija ar Kinija ir sujungia jėgas su ES.

CERN nespekuliuoja, o su tyrimų organizacija nesusiję subjektai skelbia, kad šio mokslinio instrumento kaina lengvai viršys kelias dešimtis milijardų eurų, gal net prilygs ir žiemos olimpiados Rusijoje kainai. Juk teks iškasti net 10 mln. m³ uolienų (prieš tai teko iškasti „vos“ 1,5 mln. m³ uolienų ir tai kainavo 6 mlrd. JAV dolerių). Diskutuojama ir dėl to, ar nevertėtų statyti linijinį dalelių greitintuvą arba tirti ne protonus, bet, pavyzdžiui, elektronus. Savo galutinį sprendimą mokslininkai turi pateikti CERN iki 2018-ųjų. Beje, didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas pasaulyje taip pat ne vienintelis, yra mažesnių jo brolių ir seserų.

Kam to reikia? Atliekant eksperimentus atnaujinamu ir būsimuoju dalelių greitintuvais, bus bandoma įrodyti jau kitą teoretikų numatytą modelį, vadinamą supersimetriniu. Teigiama, kad gali egzistuoti ir dalelės, kurių negalime pastebėti, naudodami elektromagnetinę spinduliuotę. Tai hipotetinės tamsiosios materijos sudedamosios dalys. Mokslininkams įrodžius tamsiosios materijos egzistavimą (ji turėtų sudaryti 25 proc. visos Visatos masės) ir radus taip pat hipotetinę tamsiąją energiją, veikiausiai būsime vos per plauką nuo erdvėlaivių, galinčių skrieti greičiau už šviesą, sukūrimo. Tai ne tik sukeltų kosminių kelionių revoliuciją, bet ir leistų žmonijai išplisti už Saulės sistemos ar net Paukščių Tako ribų.

Visiškos mokslinės fantastikos sritys: tolesni tyrimai padės sukurti vartus tarp paralelinių visatų, leis aptikti naujus matmenis, kurių erdvėlaikis, anot mokslininkų spėjimų, turi 11 (kitaip nei mums įprasti trys erdvės ir vienas laiko), ir, žinoma, tam tikrų dalelių ar medžiagų kelionę laiku! Kelionei laiku mokslininkai turėtų aptikti hipotetinę Higso singuleto elementariąją dalelę, kuri gebėtų iššokti iš įprastos mūsų gyvenamos trimatės erdvės ir vienos laiko dimensijos ir atsidurti nematomoje dimensijoje, kurios egzistavimo teoriją kuria kai kurie pažangūs fizikos modeliai. Keliaudamas nematoma dimensija Higso singuletas į mūsų dimensiją galėtų grįžti taške, laiko atžvilgiu esančiame prieš iškeliavimo momentą arba po jo.

Žvaigždžių energija

Žaliesiems žmogeliukams aneksavus Krymą, Europa negali kažin ko griebtis, nes yra priklausoma nuo dujų ir naftos importo iš Rusijos. Tokia padėtis nesikeis dar 10–20 metų, nes kol kas jokios technologijos negali atsverti priklausomybės nuo naftos, dujų ir anglies, tad kelių rūšių energija (išgaunama iš įvairių atsinaujinančių išteklių, taip pat branduolinė) grumsis dėl dominuojančios padėties. Visiškai atsisakyti naftos, dujų ir anglies galėsime tik tada, kai išmoksime vykdyti nepriekaištingas termobranduolines (žvaigždėse vykstančias) reakcijas, kai iš jūros vandens pagamintą vandenilį versime beveik neribotu kiekiu energijos.

Cinikai prikiš, kad jau daugiau nei 50 metų kas dešimtmetį sakoma, jog branduolinė sintezė priartėjo dvidešimtmečiu, bet praėjus dešimtmečiui vis dar lieka už dvidešimties metų. Tačiau mokslininkai skelbia, kad šį sykį data bus nukeliama paskutinį kartą ir kad neribota energija mėgausimės jau nuo maždaug 2030-ųjų. Tiesa, neribota ir švari – tai nebūtinai pigi. Visai neseniai mokslininkų komanda JAV termobranduolinės energetikos tyrimų komplekse NIF (National Ignition Facility) sugebėjo išgauti daugiau energijos iš termobranduolinės reakcijos, nei reakcijai sunaudojo.

Tai mokslininkams pavyko padaryti naudojant lazerius. Kai 192 didelės energijos lazeriai, skleidžiantys rentgeno spindulius, nutaikomi į kapsulę (su sušaldytu deuteriu ir tričiu – sunkiaisiais vandenilio izotopais) ir įjungiami, kapsulė įkaista ir kaipmat daug kartų susitraukia. Tuo metu įvyksta termobranduolinė reakcija. Ji tetrunka dalį sekundės. Specialioje patalpoje susidariusios įkaitusios plazmos tankis ir temperatūra beveik triskart didesni nei mūsų Saulės branduolyje.

Tiesa, termobranduolines reakcijas galima vykdyti ne tik lazeriais, bet ir magnetais. Tokia reakcija vadinama magnetinio izoliavimo termobranduoline reakcija. Tai „konkuruojantis“ projektas, o prie jo dirbantys mokslininkai tikisi, jog veikiantį eksperimentinį reaktorių turės jau 2019 metais. Prototipas turėtų generuoti 500 MW galią, išlaikomą iki 500 sekundžių, o reakcijai pradėti reikėtų „tik“ 50 MW energijos.

Taigi, kelionės laiku, tarpgalaktiniai skrydžiai, begalinė švari energija, spartesni kompiuteriai ir dar daug kas bus įmanoma, jei pasaulis ir toliau sugebės žvelgti toliau savo nosies ir nesivadovaus principu „Kam daryti ką nors brangaus, jei pinigus galime pravalgyti šiandien ir nieko nedaryti?“ Tiek konstruojant naująjį hadronų greitintuvą, tiek kuriant termobranduolinius reaktorius tobulės ir šiems įrenginiams kurti skirtos technologijos, kartu bus ugdoma nauja mokslininkų karta, skatinamas pasaulinis bendradarbiavimas mokslo srityje ir t. t. O jei investicijas į šiuos tyrimus padidintume dar kelis kartus, atostogų į Marsą skraidytų jau mūsų vaikaičiai.

Aut. teisės: Žurnalas „Valstybė“
Žurnalas „Valstybė“

(7)
(0)
(2)

Komentarai (0)