A svájci-francia határon, 100 méterrel a felszín alatt lévő nagy hadronütköztetőt (LHC) úgy kell elképzelni, mint egy metróalagutat, ahol sínek is vannak, hogy könnyebben lehessen mozgatni a berendezést. Valójában két gyorsítócső van: az egyikben az egyik, a másikban pedig az ellenkező irányban keringenek csaknem a fény sebességével a protonok, hogy az alagút négy pontján óriási energiával összeütközzenek. Minden ütközéskor részecskék sokasága keletkezik, ezeket kell e négy ponton felállított hatalmas mérőműszereknek, a detektoroknak észlelnie, elemeznie, s az adatokat rögzítenie - magyarázta az atomfizikus.

Magyar részről 50-60 kutató, az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetének és a Debreceni Atommagkutató Intézetének munkatársai, valamint a Debreceni Egyetem szakemberei csatlakoztak e kísérletekhez. Pálinkás József, aki személyesen is részese e kutatásoknak, elmondta, hogy a debreceni fizikusok, a hadrongyűrű legnagyobb detektorának, a CMS-nek (Compact Muon Solenoid) a megalkotásában vettek részt. (A Wikipédia szerint a hengeres alakú mérőműszer 21 méter hosszú, 16 méter átmérőjű és nagyjából 12500 tonna tömegű, több vasat tartalmaz, mint az Eiffel-torony).

A két protonnyaláb legnagyobb energiája 7 teraelektronvolt (TeV/ hétezer milliárd elektronvolt) lesz. A két nyaláb ütközése a fizikai folyamatokhoz 14 TeV energiát szolgáltat, amely a tér egy nagyon kis részében sűrűsödik össze. "Olyan óriási energiasűrűség jön létre, amely közelít ahhoz az energiasűrűséghez, amely a világ fejlődésének egy nagyon korai szakaszában, az ősrobbanás után néhány milliomod másodperccel létezhettek. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy a fizika ma ismeretes törvényei érvényesültek-e ezen extrém körülmények között, avagy mely törvények irányították a részecskék kölcsönhatását, a Világegyetem későbbi fejlődését" - mondta az atomfizikus.

Hangoztatta: az ősrobbanás után közvetlenül még nem alakultak ki az atommag összetevői, a protonok és neutronok, viszont szabadon léteztek e részecskék alkotóelemei, a kvarkok, valamint a kvarkok közötti kölcsönhatást közvetítő, őket "összeragasztó" gluonok. A két protonnyaláb összeütközése folytán keletkező óriási hő oly mértékig felhevíti az atommagot, hogy az anyag egy sajátos állapota, a kvarkok és a gluonok keveréke, a "kvark-gluon plazma" jön létre.

"Ezt úgy kell elképzelni, mint az elektromos hegesztést. Amikor a hegesztőpisztoly hozzáér a fémhez, az ívkisülés során már nem feltétlenül szén- és vasatomok vannak, hanem atommagok és elektronok keveréke, ezt szokás plazmának nevezni. Az egy mélyebb, másfajta plazma volt, amikor még az atommagok sem léteztek, csupán ezek összetevői, valamint az őket összeragasztó anyag. Ezt a különleges állapotot a célból vizsgáljuk, hogy valamit megtudjunk e rendkívüli anyagról, ami segít minket megismerni a világegyetem nagyon korai szakaszában működő fizikai törvényeket" - magyarázta Pálinkás József.

A nagy hadronütköztető kísérleteit taglalva kitért arra, hogy a Világegyetemben ma nem található antianyag. "A világ fejlődéséről szóló elméletek szerint viszont az Univerzum fejlődésének egy kezdeti szakaszában az anyag és az antianyag egyensúlyban kellett hogy legyen egymással. Ma nem találunk antianyagot, s a fizika sem tudja megmondani, hogy pontosan mi is hozta létre az aszimmetriát, amely által az antianyag megszűnt" - emelte ki az atomfizikus.

A kutatók reményei szerint megtalálhatóvá és tanulmányozhatóvá válik a modern fizikai elméletekben a részecskék tömegének kialakulásáért felelős Higgs-bozon.

"Számos egyéb vetülete is van ezeknek a kutatásoknak. Közismert, hogy a Világegyetemnek csupán tört részét, mintegy 5 százalékát teszi ki az anyag. Emellett létezik az úgynevezett sötét anyag, amelynek jelenlétéről az égitestekre gyakorolt gravitációs hatása tanúskodik. Az Univerzum többi részét a jobb híján sötét energiának nevezett valami tölti ki. Ez energia, de igazából semmit sem tudunk róla" - magyarázta.

A fizikusok reményei szerint az LHC-ben született eredmények valamikor egységes elméletté állnak össze, világosabb kép alakul ki a világ fejlődésének e korai szakaszáról. Közben pedig nagyon sok olyan mérnöki feladatot is megoldanak, amelyek átkerülnek a mindennapi életbe.
Pálinkás József példaként említette az LHC számítógépes rendszerét. A detektorokban olyan nagy mennyiségű adatot kell a másodperc tört része alatt kezelni, amire még szintén nem volt példa, vagyis az új szupergyorsító a számítógépek működésének sebességére is óriási hatást gyakorol.

Mint elmondta, az LHC hivatalos átadása október 21-én lesz, s decemberre-januárra várhatók az első kísérleti eredmények. Szerdán, szeptember 10-én viszont első ízben száguld körbe az alagút teljes hosszában a protonnyaláb: az indítás élőben követhető nyomon az interneten, a CERN honlapján (http://webcast.cern.ch). Ezzel kapcsolatban az MTA elnöke kifejezte reményét, hogy minél több iskolában követik nyomon a diákok "a legnagyobb közös erőfeszítést, amelyet az emberiség a tudomány területén valaha tett."