Jak postavit urychlovač částic na Měsíci?

Fyzici hledí do budoucnosti bez obav. Vidí tam lunární megaurychlovač částic, který by mohl za 150 let obkroužit celý Měsíc a urychlovat částice na tisícinásobně vyšší energii než LHC. Je to jen sen a není moc pravděpodobné, že nevymyslíme mnohem lepší technologie pro urychlování částic. Měsíc se ale každopádně úspěšně zaplňuje impozantními nápady. A to není špatná zpráva. Ať se vám všem daří v Novém roce!

Postavíme ultimátní urychlovač částic na Měsíci? Kredit: CERN.

Když je rok na spadnutí, není od věci se zasnít. Představte si budoucnost za nějakých 150 let. Na Měsíci by mohla právě být dokončena megastruktura, která zřejmě posune fyziku o pořádný kus vpřed. Jde o gigantický urychlovač částic, který by mohl obkroužit Měsíc jako koruna na hlavě pozemské vědy.

James Beacham. Kredit: J. Beacham.

Dnešní standardní urychlovače částic urychlují částice na vysoké energie. Pak je srážejí, aby v popelu jejich kolizí hledali zajímavé částice a odpovědi na zásadní fyzikální otázky. Čím větší urychlovače tohoto typu, tím větší energii mohou udělit urychlovaným částicím. Pokud by vznikl zmíněný megaurychlovač na Měsíci, mohl by urychlovat částice na zhruba 14 biliard elektronvoltů, tedy na zhruba tisíckrát vyšší energii, než to zvládne král pozemských urychlovačů, LHC v CERNu.

Logo. Kredit: Duke University.

Jak říká částicový fyzik James Beacham z americké Duke University, který se podílel na nápadu s lunárním megaurychlovačem, takový ultimátní stroj otevře zcela nové možnosti. Například se tím zvýší šance na objevení příštího „Higgsova bosonu“ a přiblížíme ještě víc k Velkému třesku. Stavba tak masivní struktury se dnes možná jeví jako nemožná. Beacham ji ale představuje v podobě sledu relativně proveditelných kroků.

Fáze 1

Poslat na Měsíc průzkumné týmy. Je nanejvýš nutné pořídit co nejvíce potřebného materiálu pro stavbu urychlovače přímo na Měsíci. Ceny za dopravu nákladu na Měsíc jsou dnes vyšší než astronomické. Ani za sto let to nejspíš nebude o moc lepší, i když lidstvo samozřejmě dokáže překvapit.

Fáze2

Promyslet umístění urychlovače. Prý je možné nalézt vhodné trajektorie kolem dokola Měsíce, které jsou kruhové a nemusejí se potýkat s velkými změnami výšky.

Fáze3

Postavit potřebnou výrobní infrastrukturu. Na rozjezd to bude chtít těžbu, která zajistí potřebné materiály. Dobrou volbou by mohlo být železo pro vysokoteplotní supravodiče. Vypadá to, že Měsíc je plný dostupného železa.

Fáze4

Prorazit tunely pro urychlovač. Kvůli dramatickému kolísání teplot bude nutné umístit urychlovač asi tak 100 metrů pod povrch Luny. I tam ho bude nutné chladit, ale bude to zvládnutelné.

Fáze5

Sehnat zdroj energie. Asi největší problém. Lunární megaurychlovač bude potřebovat desítky terawattů energie. Lidstvo přitom v dnešní době spotřebuje za den asi 15 terawattů energie. Zřejmě to bude chtít další megastrukturu, něco jako Dysonovu sféru, která bude do megaurychlovače chrlit energii. Ale kdo ví. Na energii neustále pracujeme, třeba něco vymyslíme.

Fáze6

Postavit samotný urychlovač a infrastrukturu k jeho obsluze. Většina lidí, kteří pracují s daty LHC, nesídlí přímo v CERNu. Beacham předpokládá, že to s lunárním urychlovačem nebude jiné. Na místě zřejmě bude jen základní tým, který bude vysílat data na Zemi. Celý projekt by určitě nebyl snadný, ale jak říká Beacham, nakonec by vyhráli všichni.

Video: Building a Big Bang Machine on the Moon - with James Beacham