CERNi reisi järelkaja I

Rolf Landua

CERNi füüsik, kes võis inspireerida Dan Browni looma raamatus Inglid ja deemonid Leonardo Vetra karakterit.

ATHENA eksperimendis on loodud tuhandeid antiaine aatomeid. Laiale publikule on CERNi antiaine teemat vahendanud Rolf Landua ja tal on sellega olnud päris paju tööd. Üldsuse huvi on seotud Inglite ja deemonitega, raamatu ja filmiga. Dan Browni põnevas loos varastavad illuminaadid CERNist antiainet, et sellega rünnata oma igipõlist vaenlast, katoliku kirikut Vatikanis.

Paljud CERNi külalised ootavad vastust lihtsatele küsimustele nagu näiteks:

Ka Eesti õpetajad said kuulata Rolf Landua loengut antiainest ja loenguvaheajal hoida käes konteinerit, millesse salajases laboris antiaine püütakse ja kus seda hoitakse. Kinos, mitte elus.

2005. aastal andis Landua intervjuu Itaalia ajakirjale Newton (samal aastal ilmus Inglid ja deemonid eesti keeles). Kuigi vahepeal on antiaine teemaga kogu aeg tegeldud, on olnud edusamme ja küsimused on tänu filmi ilmumisele muutunud palju populaarsemaks, on vastused üldiselt jäänud samaks.


Kas teile meeldib Inglid ja deemonid?

Jah, isegi väga. Olgu öeldud, et autor on võtnud endale teatud kunstilise vabaduse CERNi kirjeldamisel, aga raamat ei püüagi olla tegelikkuse täpne kirjeldus. Ma sooviksin küll, et meil oleksid futuristlikud hooned, suur rahastus eraisikute poolt või ülehelikiirusega erareaktiivlennuk, millesarnase katseversiooni omab vaid NASA. Kuigi 27 kilomeetrine LHC saab valmis 2007. aastal, kutsutakse meie tegelikku antiaine vabrikut antiprootonite aeglustiks (AD) ja see on palju väiksem. Kuid pole lugu, mulle meeldis „aardejaht”. See inspireeris mind tegema mõningaid toredaid üritusi Ülemaailmse füüsika aasta 2005 puhul.

Mis te arvate Leonardo Vetrast, raamatu tegelaskujust, kes võiksite olla teie?

Raamatus on Leonardo Vetra CERNi füüsik, kes töötab antiaine säilitamise alal, mis on sarnane minu uurimistööga. Aga Leonardo on ka preester, siin saab sarnasus otsa. Ta paistab uskuvat isikustatud Jumala kujundit. Tema Jumalal on eriline huvi Maa, pisikese ja üpris tähtsusetu Universumi osa vastu. Ma ei jaga seda vaadet. Minu jaoks on see, et füüsikaseadused juhivad Universumi ja avalduvad igas ruumi ja aja punktis nagu „kosmiline DNA”, palju kergemini Jumala kujundina aktsepteeritav, kui keegi soovib just seda sõna kasutada.

Inglites ja deemonites on peategelane Robert Langdon tunnistajaks aine-antiaine anihhileerumisele. Antiaine, mis lastakse vabaks, et ta ühineks ainega, anihhileerub otsekohe ja vabaneb tohutu energiakogus. On see võimalik?

Antiaine paneb proovile meie intuitiivse ettekujutuse ainest. Kujutlege tahket objekti, münti näiteks. Viige see kokku antimündiga ja mõlemad kaovad energiasähvatuses. See tundub võimatu, et näiliselt tahked asjad lihtsalt aurustuvad kiirgusena, aga täpselt nii see juhtubki.

Dan Browni järgi: „antiaine on ülim energiaallikas. See vabastab energia 100% kasuteguriga (tuumalagunemise kasutegur on ainult 1,5%). Antiaine on 100000 korda võimsam raketikütusest. Üks gramm sisaldab energiat 20 kilotonnise aatompommi jagu (Hirošimale heidetud pommi võimsus)” Kuid erinevalt tuumareaktsioonist ei jää sellest kahjulikke reostavaid jääke. On see tõsi?

Ma olen ulmefänn ja pean kahjuks ütlema, et Dan Brown eksib. On tõsi, et üks gramm ainet ja üks gramm antiainet päästavad kokkupuutel valla sama energiakoguse, mis vabaneb 20 kilotonnisest aatompommist. Aga siin on suur probleem, antivesinik, mis on tehtud ühest antiprootonist ja ühest positronist, ei ole energiaallikas. Antiaine valmistamine kulutab palju energiat, sest meil ei ole „antiaine kaevandusi”, kust saaks antiainet võtta selleks, et sinna salvestatud energiat vabastada. Kui ka antiaine oleks olnud olemas kusagil meiekandi Universumis, oleks see pidanud ammu hävima tavaainega anihhileerudes.

Me teeme CERNis antiainet, pannes kiirendatud osakesed väga suure energiaga põrkuma, seega muundades energia massiks. Ometi, kui me suudaksimegi manipuleerida seadustega, mis valitsevad muundamisprotsessi, jääks meile ikkagi ette energia jäävuse seadus, mis ei luba saada rohkem energiat kui oleme kulutanud. Tegelikult on antiaine tootmine väga ebaefektiivne protsess, ainult miljardik algsest energiast muundub antiaine osakeseks.

Kas on võimalk valmistada antiainepommi?

Ei, tänu energia antiaineks muundamise ebaefektiivsusele võime end ohutult tunda. Me ei pea muretsema sõjaliste rakenduste pärast. Võtame näiteks Dan Browni hüpoteetilise ühe grammi antiainet. Olemasoleva CERNi tehnoloogiaga oleksime võimelised tootma 10 ng antiainet aastas, hinnaga 10-20 M$. Seejärel peaksime tegelema probleemiga, kuidas nii paljusid oskesi hoida (umbes 10000000000000000 antiprootonit). Ilmselt võtaks aega 100 miljonit aastat ja maksaks 1000 miljardit dollarit, et valmistada üks gramm. Ja milleks konstrueerida 20 kt antivesiniku pomm, kui üliriikide ladudes seisavad tuhat korda võimsamad vesinikupommid. Seepärast ma ei usu, et antiaine esitaks meile hirmutavaid valikuid.

Romaanis määratleb Dan Brown antiainet: „äärmiselt ebastabiilne, lisaks sellele, et on tugev lõhkeaine ja süttib, kui puutub kokku ükskõik millega… isegi õhuga” Kas tegelikult ongi antiainet nii keeruline säilitada?

Tõsi, Dan Browni kirjeldus on täiesti õige. Antiaine kõige kurjem vaenlane on õhk ja loomulikult ka kõik muu aine. Antiaine tuleb hoida eemal aparatuuri seintest, äärmiselt heas vaakumis, sellises nagu kosmiline ruum. Me kasutame väga keerulist tehnikat ja ülimalt madalat temperatuuri (absoluutse nulli lähedal), kindlustamaks, et antiprootonid ei kohtu oma teel tavaaine aatomitega. Muidu me jääme neist ilma otsekohe.

Leonardo Vetra kasutab raamatus elektromagnetvälju, et riputada antiaine vaakumisse konteineri seintest eemale. Kas see tehnika on sama, mida te oma laboris kasutate?

Nii ja naa. Antiaine aatomite koostisosad, prootonid ja positronid, on laetud ja neid saab käsitseda elektri- ja magnetvälja abil. Kui antivesiniku aatom on valmis, on ta elektriliselt neutraalne ja tema püüdmine on hoopis raskem. Praeguseks ei ole kellelgi õnnestund antivesiniku aatomeid säilitada, aga just see on meie järgmine siht.* Minu uurimistöö on praegu suunatud sellise antiaine püünise konstrueerimisele, nagu Dan Brown kirjeldas. Nii et ta on ikka sammu võrra meist ees, teadus püüab ulmele järele jõuda.

* Aprillis 2011 avaldas ALPHA eksperiment, et on säilitanud 309 antivesiniku aatomit, neist 19 kauem kui 1000 sekundit.

Kas antiainel on juba mingeid praktilisi rakendusi?

Antiainele on juba leitud üks tehniline rakendus meditsiinilises diagnostikas, seda nimetatakse positronemissioontomograafiaks. See kasutab positrone emiteerivaid aatomeid, mis on lisatud erilistele molekulidele. Neid süstitakse, et visualiseerida teatud kehaosi anihhilatsioonil tekkiva kiirguse kaudu. Futuristlikum on võimalik antiprootonite kasutamine ravis, näiteks vähiravis. Kas antiprootoneid saab edukamalt kasutada vähirakkude hävitamiseks? Kindlalt me ei tea ja seepärast on CERNis tehtud eksperiment antiaine anihhileerumise bioloogiliste efektide uurimiseks. Teadusfantastika poole kaldub antiaine kasutamine tuumakütuse lagunemisel toimivate kosmoselaevade sütikuna. Aga nagu tavaliselt, sellistele küsimustele vastata püüdes, saab ainult tobe välja paista. Ajalugu näitab, et teadlased on kurikuulsad oma valede tulevikuennustustega. Vaadake kasvõi seisukohavõtte laserite ja arvutite kasutamise kohta kuuekümnendatest. Saate kõvasti naerda.

Lisa kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.