Doi cercetători vizionari au propus construirea unui accelerator pe Lună; un accelerator care să ajungă la energii de o mie de ori mai mari decât cele de la LHC de la Geneva. Realizarea acestui accelerator însă este de domeniul fanteziei, întrucât ar avea nevoie – printre altele – de o energie electrică extrem de mare.

Acceleratoarele de particule 

Pentru studiul legilor naturii acceleratoarele de particule sunt extrem de utile. Cu ajutorul acestora fizicienii studiază lumea particulelor și legile din lumea acestora. A fost astfel descoperit Modelul Standard al fizicii particulelor elementare și am reușit să înțelegem că atomii, de exemplu, au o structură extrem de complexă, fiind alcătuiți din cuarci și electroni. Primele acceleratoare au fost construite acum mai bine de 70 de ani. La ora actuală există câteva zeci de mii de acceleratoare – mare parte însă sunt folosite în medicină, industrie și alte aplicații utile pentru societate. Cele folosite în cercetare sunt relativ puține, cel mai mare dintre acestea fiind acceleratorul Large Hadron Collider de la CERN (Geneva).

LHC de la CERN și viitorul acceleratoarelor

Cu ajutorul acceleratorului LHC de la Geneva s-a descoperit bosonul Higgs în 2012 – această particula extrem de importantă care ne confirmă că mecanismul care dă masa particulelor elementare (mecanismul Higgs) este real. Energia particulelor care se ciocnesc la LHC, fascicule de protoni, este de circa 13 TeV – adică 10 la puterea a 12 electronvolt. Această energie corespunde la mai bine de zece mii de ori masa protonului! Este cea mai mare energie obținută la un accelerator. S-ar putea însă să nu fie suficientă pentru a descoperi noi particule – precum cele de materie întunecată. În acest context se discută realizarea unor noi acceleratoare (lineare sau circulare) cu energii mai mari. În timp ce această discuție merge înainte doi cercetători îndrăzneți au făcut o propunere cu adevărat revoluționară: construirea unui accelerator pe Lună!

Acceleratorul de pe Lună

Doi oameni de știință de la Duke University și de la CERN au propus într-un articol publicat recent în arXiv (care nu este o revistă științifică ci o bază de date unde se publică preprinturi) construirea unui accelerator de particule pe Lună! Acest accelerator ar înconjura Luna – deci ar avea o lungime egală cu circumferință Lunii, circa 11.000 km; deci mult mai mare decât cel de la Geneva care are doar 27 km. Dacă s-ar putea construi un astfel de accelerator acesta ar avea o energie de 1.000 de ori mai mare decât cea de la LHC – ceea ce la ora actuală reprezintă doar un vis pentru viitoarele acceleratoare. Ar putea fi studiate noi procese care să ne arată cum este fizica la energii extrem de mari – cu un avantaj enorm: studiul proprietăților bosonului Higgs dar și posibila descoperire de noi particule și poate și noi interacțiuni sau a unei noi fizici.

Cât de dificil este?  

Este această propunere realistă? La ora actuală nu prea pare să fie așa! Pe de o parte nu sunt prezentate detalii legate de construcția acestui accelerator. Acesta ar trebui – precum LHC – construit sub solul lunar, deci o primă problemă ar fi săparea tunelului în jurul Lunii. O problemă și mai mare însă ar fi alimentarea cu energie electrică a acceleratorului. Acesta – folosind tehnologiile actuale – ar consuma zeci de Terawatt de energie electrică; chiar dacă am pune împreună toate centralele nucleare de pe Pământ nu s-ar reuși alimentarea acestui accelerator lunar cu energia necesară.

Sfera lui Dyson

O idee ar fi utilizarea energiei Soarelui – o sferă a lui Dyson – o sferă în jurul Lunii care să captureze energia Soarelui. Aceasta însă nu ar fi expusă Soarelui în mod continuu, ceea ce crează alte probleme. Totuși, ideea construirii unui accelerator pe Lună ne poate duce la dezvoltarea unor noi concepte care să fie utile în mai multe sectoare, precum cel al construirii unei baze lunare.

Rubrică realizată de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe