Wielki Zderzacz Hadronów zmierzy... opady?

Wielki Zderzacz Hadronów może posłużyć nie tylko fizykom, ale też... hydrologom. Doktor Rolf Hut z Uniwersytetu Technologicznego w Delft (Holandia) wpadł na pomysł, by wykorzystać LHC w roli największego na świecie urządzenia do pomiaru opadów. Naukowcy badają niewielkie zmiany długo 27-kilometrowego pierścienia Zderzacza. Do zmian takich dochodzi zarówno każdego dnia, jak i pomiędzy poszczególnymi porami roku. O ile krótki, codzienny cykl zmian można łatwo wytłumaczyć działaniem sił pływowych, to przyczyna zmian pomiędzy zimą a latem nie jest już taka oczywista.

Naukowcy wysunęli hipotezę, że przyczyną są opady śniegu i deszczu, które mają wpływ grawitacyjny na pierścień. Uważam, że zimą w gruncie jest więcej wody, a rolę może odgrywać też śnieg na powierzchni. Masa tej wody i śniegu jest na tyle duża, że rozciąga ona pierścień. Gdy latem woda odparowuje, jej masa się zmniejsza, a pierścień kurczy - mówi Hut. Jeśli uczony ma rację, to LHC można by wykorzystać do badana poziomu opadów oraz innych aspektów związanych z hydrologią. Mielibyśmy darmowy deszczomierz - stwierdza Hut>

O zmianach długości pierścienia LHC wiemy z zachowania się cząstek krążących w Zderzaczu. Długość drogi, jaką przebywają cząstki jest ściśle określona i kontrolowana, podobnie jak jej pozycja w centrum komory próżniowej pierścienia. Zmiany długości samego pierścienia powodują, że zmienia się pozycja cząstek względem centrum komory. Zmiany te można bardzo precyzyjnie mierzyć i dzięki temu obserwować zmiany długości samego tunelu.

Gdy po raz pierwszy zauważono zmiany długości, szybko wyjaśniono wahania dzienne. Ich dobrym wytłumaczeniem jest wpływ Księżyca na otaczające LHC skały. Jednak wyjaśnienie zmian pomiędzy porami roku nie jest już tak proste. Jedna z hipotez mówi, że przyczyną są zmiany temperatury pomiędzy zimą a latem. Mają one powodować kurczenie się i rozszerzanie skał. Hipoteza ta ma jednak tę słabość, że na głębokości 175 metrów temperatura powinna być stabilna. Dlatego też bardziej prawdopodobna wydaje się hipoteza doktora Huta, który wysunął ją na podstawie danych z niemiecko-amerykańskiego satelity Grace. W ramach tej misji para satelitów bada zmiany w polu grawitacyjnym Ziemi. Satelity są szczególnie wyczulone na zmiany masy wody. Okazało się, że istnieje bardzo duża korelacja pomiędzy zawartością wody w gruncie a natężeniem pola grawitacyjnego. Naukowcy z Delf chcieliby umieścić w LHC tanie grawimetry i zbadać dzięki nim swoją hipotezę. Jeśli rzeczywiście okaże się, że ilość wody wpływa na tunele LHC, będziemy mieli unikatowy w skali światowej 27-kilometrowy przyrząd badawczy pracujący na użytek nauk o Ziemi. Obecnie dysponujemy narzędziami pozwalającymi przeprowadzać pomiary w skali centymetrów, metrów, dziesiątków metrów lub też satelity robiące pomiary w skali kilometrów. Teraz zyskalibyśmy naziemne urządzenie przeprowadzające pomiary w wielkiej skali, które moglibyśmy wykorzystać do skalibrowania Grace czy przyszłych satelitów, czyniąc je w ten sposób bardziej precyzyjnymi - stwierdza Hut.

Uczeni znajdują coraz to nowe zastosowania dla Wielkiego Zderzacza Hadronów. Jak mówi współpracujący z Hutem doktor Jorg Wenninger z CERN-u, LHC to świetny wykrywacz trzęsień ziemi. Zarejestrował wstrząsy w Ekwadorze około 20 minut po tym, gdy one nastąpiły.

Wielki Zderzacz Hadronów opady LHC