Az alagútból jelentjük: szerelik a nagy hadronütköztetőt

Több száz meghívott ünnepelte a világ legnagyobb részecskegyorsítóját a keddi hivatalos megnyitón az európai részecskefizikai kutatóintézetben, a CERN-ben. Odalent a mélyben azonban nem volt se hangverseny, se beszédek, se molekuláris büfé. Csendben zajlik a megfeszített munka, hogy minél előbb kicserélhessék az egy hónapja történt balesetben megsérült részeket, és újraindíthassák a rendszert. Az előre nem tervezett leállás miatt sikerült bejutnunk a nagy hadronütköztető alagútjába - képes beszámolónk után részletes leírást olvashat a meghibásodásról és következményeiről.

Simon Tamás

Ez valóban hihetetlenül nagy - ez volt az ember legelső gondolata, amikor százméteres villámgyors ereszkedés után kilépett a liftből, és végre a valóságban is felnézhetett az irdatlan CMS-detektorra, amiről már annyi képet és filmet látott korábban. Huszonegy méter hosszú, tizenöt méter átmérőjű, 12 500 tonnás hordó, számtalan érzékelővel, kábellel és egy gigantikus mágnessel - ez hát az emberiség egyik "csúcsműszere", amely - egy másik detektorral, az Atlasszal együtt - többek között a fizika Szent Grálja, a Higgs-részecske után kutat majd.

A hatemeletes ház nagyságú CMS-detektort már lezárták, de így is lenyűgöző

Ebben a csőben érkeznek be a protonok a detektorba

Ehhez persze az kell, hogy megfelelő energiájú protonnyalábok ütközzenek össze a szívében, amitől a nagy hadronütköztető, az LHC (Large Hadron Collider) nagyon sikeres szeptemberi "bekapcsolása" után hirtelen nagyon messzire kerültünk. A legújabb információk szerint csak 2009 késő tavaszán indulhat újra világ legnagyobb részecskegyorsítója. A hihetetlenül bonyolult, sok millió alkatrészből álló berendezést ugyanis egy egyszerű hiba, egy rossz forrasztás szeptember 19-én több hónapra "hazavágta". A rendszer jelenleg áll, így az október 21-i ünnepélyes megnyitón a korábban erre az alkalomra tervezett proton-proton ütközések nem hozhatták lázba a hivatalos delegációk tagjait - helyette viszont lemehettek az alagútba, hogy közelről is láthassák ezt a csúcstechnológiát.

Útelágazás az alagútban: emberek balra, protonok jobbra a CMS-detektorhoz

Az átlagember számára szokatlan ez a figyelmeztető tábla

Amit a legtöbben még csak sci-fi filmekben láttunk: retinaleolvasó az alagútban

Süvített ki a folyékony hélium

A CERN október 16-án tette közzé a meghibásodás vizsgálatának eddigi eredményeit. A 27 kilométer kerületű, közel 10 ezer szupravezető mágnesből álló gyorsítókomplexum 8 szektorra van osztva, amelyek hűtése és áramellátása független egymástól. Az egyes szegmensek árampróbája - amelynek során 9300 amper áramerősséget engedtek a mágnesekre - rendben zajlott egészen szeptember 19-éig, amikor jött az utolsó, a 3-4-es szektor. Itt aztán bekövetkezett az, amitől sokan tartottak: két mágnes között egy hibás elektromos összeköttetés elfüstölt, emiatt hirtelen egy elektromos ív, majd mechanikai károsodás alakult ki, megsérült a hűtőrendszer, és hat tonna folyékony hélium süvített ki az alagútba. Ha valaki éppen ott lett volna, azonnal megfagy (vagy megfullad, ahogy az elpárolgó hélium kiszorította a levegőt). Szerencsére senki sem volt veszélyben.

Pillantás a rendszer belsejébe két mágnes közötti kapcsolatnál: ehhez hasonló részen történt a hiba, egy rossz elektromos kapcsolat miatt

Örülhetnek a héliumgyártók: a balesetnél hat tonna veszett el

A vákuum leromlása miatt további mechanikai károsodások keletkeztek a környező részekben. A meghibásodott részeket tartalék alkatrészekkel cserélik ki, és a korábban is tervezett hosszabb téli leállást követően 2009 tavaszán folytatódhat a tényleges kísérleti munka előkészítése. A fizikusok azonban közben is tudnak tovább dolgozni a detektorrendszerek kipróbálásán, beszabályozásán, a számítástechnika beüzemelésén. Az esemény és a következmények műszaki részleteiről Jéki László fizikus készített magyar nyelvű összefoglalót a CERN közleménye alapján, amit cikkünk második oldalán olvashat el.

Inkább pszichológiai szempontból nehéz a helyzet

A megsérült mágnesek is 2 kelvin alatti hőmérsékleten voltak (mínusz 271 Celsius-fok). Horváth Dezső fizikus (jobbra) elmondta: annak ellenére, hogy persze a hűtés azonnal abbamaradt, felmelegítésük három hétig tartott. Nem lehet ugyanis hidegen kinyitni a mágneseket, hiszen akkor azonnal lecsapódna rájuk a pára és mindenféle kosz, amitől azután nehéz lenne őket megszabadítani. A sérült mágneseket most ki kell szabadítani, ami rengeteg hegesztést jelent, majd a felszínre hozni javítás vagy csere céljából. A legutóbbi jelentés szerint 24 dipól- és 5 kvadrupólmágnes ment tönkre, és mindkettőből van elegendő tartalék. Ez a munka több hónapot vesz igénybe. Ugyanakkor el tudnak végezni több olyan feladatot, amelyre egyébként tavasszal került volna sor.

A munka tehát megfeszített erővel zajlik odalent, miközben a hivatalos megnyitót sok meghívott lemondta, nem jöttek el például Európa vezető politikusai. Vesztergombi György fizikus (balra) elmondta: a helyzet valóban nem könnyű pszichológiai szempontból, de a dolog technikai oldala mégsem olyan sötét. A meghibásodás fokozott lehetősége eleve benne van egy ilyen bonyolult rendszerben. Hasonlóan komplex gyorsítók az Egyesült Államokban már működnek, a technológiai működőképessége tehát bizonyított. A legtöbb probléma persze mindig az elindításánál lép fel, és később is lehetnek gondok, de ez "benne van" a rendszerben: tapasztalatok szerint a részecskegyorsítók az idejük 50%-ában működőképesek. "Ez a hiba egyébként nem ott okozott gondot, ahol várták, de ennek alapján most módosítani fogják a beüzemelési folyamatot. Ezek a rendszerek beszabályozhatók, elvi probléma nincsen" - mondja a szakember.

Folytatódik a magyar részvétel is

Molnár Károly kutatás-fejlesztési tárca nélküli miniszter, a magyar delegáció vezetője elmondta: Magyarország a CERN teljes jogú tagjaként fizeti a tagdíjat, ami évente 1,2 milliárd forint. Ezáltal a magyar kutatóknak lehetősége van arra, hogy - további kétoldali együttműködések vagy költségvállalás révén - kutatásokat végezhessenek, és a CERN infrastruktúráját használhassák. "Ez viszonylag nagy K+F költség, de azt hiszem, hogy az elmúlt időszak szakmai eredményei, illetve a fiatal kutatók részvétele azt mutatja, hogy ez egy jó befektetés, fontos a hazai fizikustársadalom számára, tehát továbbra is támogatjuk" - mondta a miniszter.

A hivatalos magyar küldöttség a CMS-detektornál

Molnár Károly elmondta: a kutatás-fejlesztés, innováció, alapkutatás támogatása nem fog csökkenni a jövőben Magyarországon, ami persze önmagában még nem túl pozitív, mert nincs magas szinten: a GDP-nek mintegy 1%-a (az EU-átlag 1,8%, Japánban és az USA-ban 2,5%). Az egyik fő feladat a belső finanszírozási arányok átalakítása: az, hogy a jelenlegi mintegy 50-50%-os állami-vállalati részvétel a nemzetközi példákhoz hasonlóan 30-70%-ra módosuljon. A források elosztásánál főképp kiemelt programok, területek - például biotechnológia, nanotechnológia - koncentrált támogatására törekednek, mert ez a modell nagyobb kiugrási lehetőséget jelenthet Magyarország számára.

A fenti két képen az ünnepélyes megnyitóra készített kiállítás két látványos darabja látható: alaposan szemügyre vehettük a mágnesek belső szerkezetét. A középső két kisebb csőben száguldanak majd a protonok (egymással ellentétes irányban), a többi cső elektromos vezetékeket, illetve hűtőcsöveket rejt

Eredetileg az első proton-proton ütközések szolgáltatták volna a nap szenzációját, ehelyett azonban a fizika és a gasztronómia izgalmas találkozásából született "molekuláris büfé" remekei pályázhattak erre a címre: például a folyékony nitrogénnel készült fagylalt

Vége az ünneplésnek, zajlik a munka: indulás remélhetőleg jövő tavasszal

* * *

A magyar delegációban helyet kapott néhány, a CERN-ben dolgozó magyar fizikus: Horváth Dezső (MTA KFKI RMKI), Horváth Zalán (ELTE), Trócsányi Zoltán (Debreceni Egyetem), Vesztergombi György (MTA KFKI RMKI), valamint Szőkefalvi-Nagy Zoltán, az MTA KFKI RMKI igazgatója. A delegációt Molnár Károly kutatás-fejlesztésért felelős tárca nélküli miniszter vezette, tagja volt továbbá Csopaki Gyula, az NKTH elnöke, Sziklai Katalin, a Magyar CERN Bizottság titkára, Takács István a Külügyminisztérium képviseletében és Székely Levente a Genfi ENSZ-képviselettől.