Boski bozon
Kiedy przed paroma tygodniami z ośrodka Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN zaczęły wydostawać się – zapewne kontrolowane – plotki o odkryciu bozonu Higgsa (znanego także jako „boska cząstka”), po raz kolejny wyraźnie dały o sobie znać pęknięcia świata naukowego.
Zwolennicy Modelu Standardowego, czyli najpopularniejszego obecnie modelu opisującego cząstki elementarne i wszystkie poza grawitacją oddziaływania podstawowe, zacierali ręce z zadowolenia. Potwierdzenie istnienia Higgsa – cząstki, która nadaje masę pozostałym elementarnym cegiełkom rzeczywistości – oznaczałoby, że ta konstruowana od blisko 40 lat wyrafinowana teoria, której efektem ubocznym jest co najmniej kilka Nobli, jest słuszna. Jednak zdaniem wielu fizyków to samo odkrycie oznaczałoby dla fizyki początek stanu pewnego zawieszenia. Model Standardowy, mimo bezsprzecznych zalet, jest bowiem teorią niepełną i mimo wielu zawartych w niej pięknych symetrii jednak nie do końca elegancką – choćby ze względu na obecność wielu parametrów o zagadkowych wartościach. Odkrycie Higgsa utrudniłoby wyjście poza ten umiarkowanie urodziwy, ale skuteczny model. Paradoksalnie, najbardziej stymulujące dla nauki byłyby takie dane płynące z wielkiego zderzacza, które zakwestionowałyby wnioski wynikające z Modelu Standardowego. Nowe zaskakujące wyniki być może zasugerowałyby, jak go modyfikować – gdzie szukać ogólniejszego modelu mikroświata.
Wyniki eksperymentów ATLAS i CMS ogłoszone na niedawnej grudniowej konferencji ostudziły emocje wszystkich chyba frakcji. Eksperci posługujący się głównie trybem przypuszczającym twierdzili, że „nie mogą wykluczyć obecności bozonu Higgsa w ramach Modelu Standardowego” (w zakresie badanych energii). Czekamy – z uzasadnioną nadzieją – na więcej.
Wielkie oko
Odwiedzających obserwatorium astronomiczne Paranal w Chile, należące do European Southern Observatory (ESO), może zastanawiać wierzchołek jednego z okolicznych wzgórz. Szczyt Cerro Armazones jest bowiem płaski jak stolnica. Maszyny przygotowują bazę nowej instalacji, której budowa ruszy pełną parą w 2012 r. To właśnie tu powstanie największy teleskop optyczny na świecie – Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large Telescope, E-ELT). W tej nazwie nie ma krzty przesady. Jego zwierciadło będzie mieć blisko 40 m średnicy. Oczywiście nie będzie to pojedyncze szkło – bo tak dużego nie sposób ani wykonać, ani zadbać potem o jego właściwą krzywiznę. Będzie to podobny do plastra miodu układ tysiąca mniejszych sześciokątnych zwierciadeł, przypominający wyglądem oko gigantycznego owada.
Lokalizacja E-ELT jest bliska idealnej. To sam środek pustyni Atacama, najbardziej suchej pustyni na całej planecie. Brak wilgoci w atmosferze, wysokość ponad 3500 m n.p.m. i średnio 350 bezchmurnych dni w roku gwarantują najlepsze warunki obserwacji południowego nieba. Lepiej byłoby tylko na Antarktydzie, ale trudniej byłoby skusić astronomów na spędzanie wielotygodniowych dyżurów w krainie wiecznego lodu – no i trudniej ustawić tam sam teleskop.
Kiedy E-ELT powstanie – prawdopodobnie za kilka lat – będzie zbierał kilkanaście razy więcej światła niż najnowocześniejsze istniejące dziś wielkie teleskopy. Trudno zliczyć wyobrażalne, a tym bardziej niewyobrażalne jeszcze, zastosowania tego giganta. Z pewnością najbardziej przemawiającym do wyobraźni celem jest poszukiwanie planet podobnych do Ziemi. Mówiąc krótko, E-ELT może nam wreszcie odpowiedzieć na pytanie: czy jest tam kto?
Wielkie ucho
Na rozciągającym się na wysokości ponad 5000 m n.p.m. płaskowyżu Chajnantor w Chile kończy się budowa największego w dziejach ludzkości radioteleskopu. The Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) powstaje w warunkach jeszcze mniej przyjaznych dla człowieka niż E-ELT. Duże dobowe różnice temperatur, promieniowanie ultrafioletowe prowadzące do poparzeń i uszkodzeń wzroku, a przede wszystkim brak tlenu sprawiają, że montaż kolejnych z kilkudziesięciu anten układu ALMA przypomina nieco pracę na Księżycu lub Marsie. To wspólny, kosztujący ponad miliard dolarów, projekt krajów Europy, Ameryki Północnej, Azji Południowej oraz Chile.
ALMA to sieć 66 radioteleskopów, z których 50 składa się na tzw. interferometr, urządzenie pozwalające na obserwacje o precyzji nieosiągalnej dla pojedynczej czaszy. Anteny ALMY można przemieszczać – rozstawiać na obszarze o średnicy od 150 m do 16 km, dzięki czemu układ będzie działał jak gigantyczna kamera z zoomem – z tą wszakże różnicą, że rejestruje ona nie światło widzialne czy podczerwone, lecz fale o długości 0,32–3,6 mm. To właśnie w tym zakresie świecą, a może lepiej powiedzieć – nadają, chłodne obłoki gazu (pozostałości po wczesnych dziejach Wszechświata), dyski protoplanetarne wokół odległych gwiazd (z których wyłaniają się planety), galaktyki na kresach obserwowalnego kosmosu. ALMA opowie nam więc jego pradzieje.
Kosmiczna Ciekawość
To będzie bardzo nerwowy dzień w amerykańskiej agencji kosmicznej NASA. 5 sierpnia 2012 r. okaże się, czy misja robota Mars Science Laboratory (zwanego też Curiosity, czyli ciekawość) to wielki sukces, czy spektakularna porażka. Czerwona Planeta jest bowiem fascynującym, ale i ogromnie ryzykownym celem wypraw – dwie trzecie spośród dotychczasowych misji (nie tylko amerykańskich) zakończyło się porażką.
A Curiosity (który kosztował 2,5 mld dol.) ma wyjątkowo ambitny i skomplikowany program. NASA jeszcze nigdy nie wysłała poza Ziemię tak dużego i ciężkiego robota (wielkości miejskiego samochodu terenowego). Dlatego musiano na jego potrzeby stworzyć zupełnie nowatorski system lądowania. Poprzednie trzy marsjańskie samobieżne roboty (Sojourner, Spirit i Opportunity) spadały na powierzchnię planety niczym plażowe piłki, chronione poduszkami powietrznymi amortyzującymi ich zetknięcie z gruntem.
Tym razem łazik zostanie opuszczony na linach z pojazdu unoszącego się, dzięki kilku dyszom odrzutowym, 20 m nad miejscem lądowania. Inżynierowie z NASA przyznają, że cały manewr wejścia w atmosferę, wyhamowania za pomocą spadochronu, odpalenia własnych silników sondy i opuszczenia Curiosity jest tak skomplikowany i wymagający takiej precyzji, że wszystko będzie musiało pójść zgodnie z planem co do ułamka sekundy.
Jeśli lądowanie się powiedzie, a robot odpali i ruszy w podróż po Marsie, naukowców czeka jeden z najbardziej fascynujących okresów w badaniach tej planety. Curiosity jest bowiem wyposażony w przyrządy, o których mogli dotychczas jedynie marzyć. M.in. laser do odparowywania skał i urządzenie, które będzie badało na tej podstawie ich skład. A także wiertło i ramię pozwalające pobrać próbki z głębokości 5 cm, przenieść je do wnętrza robota i przeanalizować za pomocą promieni rentgenowskich.
Zawiedzie się jednak ten, kto oczekuje od Curiosity odpowiedzi na pytanie, czy na Marsie jest jakieś życie. Przynajmniej oficjalnie łazik nie ma takiego zadania. Jest to jednak raczej unik agencji NASA, która boi się rozbudzenia wielkich oczekiwań, by potem stwierdzić: wydaliśmy górę pieniędzy i nie znaleźliśmy niczego. Curiosity ma więc jedynie sprawdzić, czy w przeszłości planeta była miejscem sprzyjającym życiu, oraz poszukać jego ewentualnych chemicznych śladów. Dlatego na miejsce lądowania wybrano krater Gale, który najprawdopodobniej był kiedyś wypełniony wodą. Na razie NASA ma za sobą udany pierwszy etap misji, czyli wystrzelenie łazika w przestrzeń kosmiczną – od 26 listopada 2011 r. robot leci ku Czerwonej Planecie.
Poza tym 2012 r. nie zapowiada się ekscytująco pod względem wypraw kosmicznych. Przynajmniej dla przeciętnego obserwatora, bo naukowcy z niecierpliwością czekają na umieszczenie w kosmosie teleskopu NuSTAR, którego start NASA zaplanowała na 16 marca. Urządzenie ma obserwować Wszechświat w zakresie wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego, co pozwoli znacznie dokładniej przyjrzeć się m.in. czarnym dziurom.
Z kolei na sierpień zaplanowano start sondy Radiation Belt Storm Probes (RBSP), której zadaniem będzie bardzo dokładne zbadanie wpływu Słońca na Ziemię. I wreszcie w grudniu ruszy w przestrzeń Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) – kolejne urządzenie, które ma się przyglądać naszej gwieździe równie wnikliwie. (M.Rot.)