Prima pagină Stiinta

Monstrii Universului

Marc Ulieriu | 07.12.2007 | ● Vizualizări: 206
Monstrii Universului     Monstrii Universului + zoom
Galerie foto (1)

Fiecare este speciala in felul ei, dar toate au un numitor comun sunt MARI, sunt GIGANTICE, sunt adevarati MONSTRI. Opt masinarii magnifice, o singura misiune: descifrarea secretelor Universului.

Acceleratorul de particule Large Hadron Collider (LHC)
CE ESTE. Cel mai mare si mai puternic accelerator de particule din lume. MARIME. Tunelul cilindric, in forma de inel, este lung de 27 de kilometri. LOCALIZARE. E ingropat la peste 80 de metri sub pamant, la granita dintre Franta si Elvetia, in prelungirea laboratoarelor CERN.
LA CE FOLOSESTE. Pana acum, a reusit sa reproduca starea Universului imediat dupa Big Bang. Astfel, cercetatorii au aflat care este compozitia fundamentala a materiei (materia din care s-au nascut toate lucrurile).
DE CE E ATAT DE MARE. Intrebarea corecta ar fi „De ce e asa de mic?“ Iar raspunsul este: pentru a mentine costurile scazute. In loc sa sape un tunel nou, care ar fi fost extrem de scump, fizicienii au decis sa dezasambleze LEP-ul, acceleratorul de electroni si pozitroni gazduit anterior de CERN, si sa-l inlocuiasca cu cele 50.000 de tone de echipamente necesare pentru functionarea actualului dispozitiv.
CINE LUCREAZA LA EL. 600 de oameni de stiinta si ingineri din aproximativ 30 de tari.
IN CE STADIU SE AFLA. Cam o treime dintre magnetii necesari au ajuns la CERN. Va lucra la capacitate maxima incepand cu 2007. COST. 2,5 miliarde USD.
IN VIITOR. Desi lucrarile la LHC n-au fost inca finalizate, fizicienii se gandesc deja la urmatorul dispozitiv similar, de dimensiuni uriase. Varianta pe care si-o doresc cel mai mult este construirea unei masinarii cu o lungime de 30 de kilometri care va ciocni electroni si pozitroni la energii de cel putin 500 de miliarde de electronvolti.

» Naveta CASSINI-HUYGENS
CE ESTE. Cea mai mare naveta spatiala automata in activitate. DIMENSIUNI. Cassini are inaltimea de 6,7 metri, latimea de 4 metri si greutatea de 7 tone.
LOCALIZARE. Orbiteaza in jurul planetei Saturn.
LA CE FOLOSESTE. Scopul sau este descoperirea miste­relor planetei Saturn, pe orbita careia va petrece patru ani. In acest timp, va studia atmosfera, campul magnetic, inele­le si lunile inghetate ale planetei. In decembrie, sonda spatiala Huygens s-a desprins de Cassini, iar pe 16 ianuarie 2005 a coborat pe suprafata lui Titan, luna cea mai mare a lui Saturn. Titan are o atmos­fera bogata in azot si metan si o compozitie asemanatoare celei pe care o avea Pamantul in urma cu 4 miliarde de ani, cand viata inca nu aparuse. Titan este singurul satelit natural cu atmosfera din sistemul solar, fapt care il face extrem de interesant pentru oamenii de stiinta.
DE CE E ATAT DE MARE. Cassini duce cu ea 18 instrumen­te stiintifice pentru analizarea lui Saturn (este naveta spatiala orbitala cel mai bine echipata din isto­rie), la care se adauga sonda spatiala Huygens, care cantareste 320 de kilograme. Mai mult de 50% din greutatea initiala a navetei a reprezentat-o combustibilul necesar propulsarii ei in calatoria de 3,5 miliarde de kilometri catre Saturn, via Venus (de doua ori), Pamant si Jupiter.
CINE LUCREAZA LA EA. 260 de oameni de stiinta din 17 tari.
IN CE STADIU SE AFLA. Cassini a ajuns la Saturn in iulie 2004, iar Huygens a poposit pe suprafata lui Titan la 16 ianuarie 2005. COST. 3,27 miliarde USD.
IN VIITOR. Nu mai tarziu de anul 2012, NASA spera sa lanseze misiunea JIMO, care va explora lunile inghetate Europa, Callisto si Ganymede ale planetei Jupiter. JIMO ar putea deve­ni cea mai mare naveta spatiala construita vreodata de NASA, in greutate de pana la 20 de tone.

»Simulatorul Terrei
CE ESTE. Cel mai rapid computer din lume.
DIMENSIUNI. Ocupa suprafata a patru terenuri de tenis si foloseste peste 5.000 de procesoare, conectate prin cabluri cu o lungime totala de 2.800 de kilometri.
LOCALIZARE. Institutul Yokohama pentru Stiintele Pamantului din Japonia.
LA CE FOLOSESTE. Simuleaza procese fizice extrem de complexe: recreeaza modele detaliate ale climei din diferite zone geografice ale lumii; calculeaza interactiunile dintre oceane si atmosfera; „deruleaza“ starea climei pentru a afla cum se va modifica aceasta in urmatorii 50 de ani si, in plus, poate simula producerea de cutremure. Fizicienii mai folosesc supercomputerul pentru a studia proprietatile substantelor nou descoperite, pentru a intelege interactiunea dintre diversele particule subatomice si pentru a simula traseele urmate de combustibili in interiorul motoarelor de racheta.
DE CE E ATAT DE MARE. E nevoie de o putere de calcul uriasa pentru a procesa datele provenite de la mii de statii de monitorizare – amplasate pe uscat si pe suprafata ocea­ne­­lor – si de la sate­litii meteorolo­gici aflati pe orbita.
CINE LUCREAZA LA EL. 700 de cercetatori din sase tari.
IN CE STADIU SE AFLA. Simulatorul a fost pornit in aprilie 2002 si, in scurt timp, a reusit sa efectue­ze 35.600 de miliarde de operatiuni pe secunda, adica de cinci ori mai multe decat computerul care detinuse pana atunci titlul de cel mai rapid ordinator din lume. COST. 430 de milioane USD.
IN VIITOR. Laboratorul National Oak Ridge din Tennessee, SUA, si-a pro­pus sa construiasca pana in 2007 un supercomputer capabil sa efectueze 50.000 de miliarde de operatiuni pe secunda.

» Proiectul European Torus (JET)
CE ESTE. Cel mai mare reactor din lume in care se produce fuziune nucleara.
DIMENSIUNI. Reactorul, a carui forma aduce cu o gogoasa imensa, este instalat intr-o carcasa metalica lata de 15 metri si inalta de aproximativ 20.
LOCALIZARE. Centrul Stiintific Culham din Oxfordshire, Marea Britanie.
LA CE FOLOSESTE. Simuleaza procesele de fuziune nucleara care produc energia din Soare.
DE CE E ATAT DE MARE. Masinariile de dimensiuni mari sunt mai potrivite pentru a retine caldura. Pentru realizarea fuziunii, este esential ca plasma sa ramana izolata de peretii mai reci ai reactorului. Dintr-un dispozitiv mai mare, caldura se disipeaza intr-un timp mai indelungat decat din unul de dimensiuni reduse.
CINE LUCREAZA LA EL. 600 de cercetatori din 20 de tari.
IN CE STADIU SE AFLA. Reactorul detine recordul mondial in privinta cantitatii de energie obtinute prin fuziune nucleara. Totusi, la 13 ani de la prima reactie reusita, JET mai trebuie sa progreseze pana cand va atinge punctul de echilibru, acela in care va obtine o energie egala cu cea cheltuita pentru incalzirea plasmei. COST. 1,2 miliarde USD.
IN VIITOR. Cercetatorii din domeniu spera sa construiasca un reactor cu un volum de aproape sase ori mai mare decat cel al lui JET. Daca pro­iec­tul va reusi, noul dispozitiv, bote­zat ITER, va deveni cel mai mare reactor pe baza de fuziune nucleara din lume si va produce de 10 ori mai multa energie decat va inghiti.» Observatorul Pierre Auger
CE ESTE. Cel mai mare detector de raze cosmice din lume.
DIMENSIUNI. Detectoarele care compun observatorul se intind pe o suprafata de 3.000 de kilometri patrati.
LOCALIZARE. Mendoza, Argentina.
LA CE FOLOSESTE. La descifrarea misterioasei prove­ni­en­te a razelor cosmice. Pamantul este bombardat con­ti­­nuu de particule incarcate cu cantitati mari de ener­gie, care provin din spatiul cosmic, insa nimeni nu stie cu certitudine de unde anume vin ele sau cum este posibil sa atinga energii de pana la 1020 electron­volti. Pentru a dezlega misterele, Auger studiaza „dusu­rile“ de particule produse atunci cand razele cos­mice lovesc moleculele aflate in partea superioara a atmosferei.
DE CE E ATAT DE MARE. Din cauza dimensiunilor si a raritatii dusurilor cosmice puternic energizate. O raza cosmica de 1020 electronvolti produce o avalansa de pana la 100 de miliarde de particule, raspandite pe o suprafata de 10-20 de kilometri patrati. Dar astfel de raze purtatoare de energii uriase sunt rare. Cu un detector desfasurat pe suprafata unui singur kilometru patrat, de exemplu, cercetatorii s-ar putea considera norocosi daca ar identifica un astfel de fenomen o data la 100 de ani. Auger, desfasurat pe o arie mult mai larga, ar trebui sa poata intercepta in jur de 30 de emisii de particule ultraenergizate in fiecare an.
CINE LUCREAZA LA EL. 350 de fizicieni si ingineri din 15 tari.
IN CE STADIU SE AFLA. O parte din cele 1.600 de detectoare ale lui Auger sunt functionale din luna ianuarie 2004, restul urmand sa fie activate pana la inceputul anului 2006. Echipa care lucreaza la proiect a fost deja martora aparitiei unor raze de energie. COST. 47 de milioane USD.
IN VIITOR. Cercetatorii spera ca vor reusi sa construiasca un observator identic in Utah sau in Colorado, pentru a putea studia si razele cosmice care ajung in emisfera nordica a Terrei.

» Amanda

CE ESTE. Cel mai mare telescop din lume cu particule neutrino (particula elementara neutra, stabila, cu masa foarte redusa, care interactioneaza extrem de greu cu materia).
DIMENSIUNI. Amanda este compusa din peste 700 de senzori asezati in interiorul unui cilindru inalt de 1 kilometru si cu diametrul de 200 de metri.
LOCALIZARE. Atarna la 1.400 de metri adancime sub calota glaciara, fixat prin corzi speciale, in apropierea statiei de cercetare Amundsen-Scott de la Polul Sud. LA CE FOLOSESTE. La analizarea emisiilor de particule neutrino. Acestea apar ca urmare a unor evenimente si fenomene cosmice violente, precum exploziile de raze gamma sau activitatea unor galaxii care au in centru gauri negre de dimensiuni enorme. O foarte mica parte dintre particulele neutrino ajung pana la suprafata oceanului de gheata din Antarctica, unde se ciocnesc cu nucleele de oxigen si produc fragmente de atomi. Majoritatea acestora sunt absorbite, insa unele continua sa calatoreasca sute de kilometri, producand o usoara stralucire, care este interceptata de senzorii lui Amanda.
DE CE E ATAT DE MARE. Interactiunile in care sunt implicate particulele neutrino sunt putine si au loc la foarte mare distanta una de alta. Doar una dintr-un milion de particule care trec prin Amanda produce si un semnal, astfel ca imensa suprafata a detectorului sporeste sansele de identificare a mult-cautatelor emisii.
CINE LUCREAZA LA EL. 120 de fizicieni din sase tari.
IN CE STADIU SE AFLA. „Captureaza“ particule neutrino incepand cu anul 2000. COST. 35 de milioane USD. I
IN VIITOR. Cercetatorii au inceput sa construiasca o versiune mai mare a detectorului Amanda, tot la Polul Sud. Cunoscut sub numele de IceCube, noul dispozitiv va contine 5.000 de senzori si va fi ingropat intr-un kilometru cub de gheata. Versiunea ar trebui sa fie gata in 2009.

» National Ignition Facility (NIF)
CE ESTE. Cel mai mare laser din lume.
DIMENSIUNI. Cu o lungime de 215 metri si o latime de 120, NIF este la fel de mare ca si Colosseum-ul din Roma.
LOCALIZARE. Laboratorul National Lawrence Livermore, California, SUA.
LA CE FOLOSESTE. La recrearea unor conditii similare celor din interiorul Soarelui si al altor stele. Miezul Soarelui este atat de fierbinte si e supus unor presiuni atat de mari, incat nucleele de hidrogen fuzioneaza si produc heliu, cu eliberare masiva de energie. Cercetatorii implicati in proiectul NIF spera ca laserul lor ar putea simula acelasi tip de reactie folosind heliu mai greu, de pe Terra. Laserele au mai fost folosite anterior pentru a provoca reactii de fisiune nucleara, dar NIF intentioneaza ca acesta sa fie primul care depaseste punctul de echilibru, adica produce mai multa energie decat consuma.
DE CE E ATAT DE MARE. Pentru ca e nevoie de temperaturi uriase si de o presiune continua pentru ca o reactie de fisiune sa se poata produce integral. La NIF, cercetatorii transforma o raza laser de putere obisnuita in 192 de raze separate, a caror energie combinata este de 3 milioane de miliarde de ori mai puternica decat a razelor initiale. Castigul de energie rezulta dintre reflectarea repetata a razelor intr-o serie de oglinzi, inainte si inapoi, si din trecerea lor prin niste placi de sticla tratata cu fosfat, ai caror atomi amplifica puterea laserelor.
CINE LUCREAZA LA EL. 850 de oameni de stiinta si ingineri de la Livermore. Alti aproximativ 100 de fizicieni au in pregatire experimente ce se vor desfasura acolo.
IN CE STADIU SE AFLA. Patru din cele 192 de raze functioneaza de 18 luni si au emis deja cele mai puternice fascicule laser din lume. Construirea a diverse dispozitive necesare functionarii depline a NIF a fost amanata de mai multe ori din 1994, cand a inceput proiectul, dar, pana in 2010, NIF va merge la capacitate maxima. COST. 3,5 miliarde USD.
IN VIITOR. Problema lui NIF este ca laserele sale pot emite numai o data la cateva ore. Insa planurile unei versiuni imbunatatite, numita Mercury Laser, sunt deja pe plansa de proiectare. Desi nu va fi neaparat mai mare decat NIF, Mercury Laser va fi capabil sa emita 10 fascicule laser pe secunda.

Foto: Guliver, CERN, ESA, EFDA JET