LHC suljettiin torstaina 14. helmikuuta. Edessä on pitkä tauko, kiihdyttimen on määrä käynnistyä uudelleen keväällä 2015. Näiden kahden vuoden aikana laitteita huolletaan ja päivitetään. Vuoden 2009 onnettomuudessa paljastuneiden teknisten ongelmien takia hiukkasia on toistaiseksi törmäytetty suunniteltua pienemmällä nopeudella, tavoitteena on, että 2015 päästään alun perin kaavailtuun energiaan, joka on 75% tähänastista korkeampi.

Kolmen toimintavuotensa aikana LHC on kerännyt noin 100 miljoonaa gigaa dataa hiukkastörmäyksistä. Tämä on vain pieni osa tehtyjä törmäyksiä kuvaavasta datasta, suurinta osaa ei tallenneta, muuten tieto tuskin mahtuisi minnekään (en myöskään ole varma, ehdittäisiinkö dataa siirtää tallennettavaksi sitä mukaa kun sitä kerättäisiin). Vuonna 2012 kerättiin yli neljä kertaa niin paljon dataa kuin edellisenä kahtena vuotena yhteensä, ja suuri osa siitä on vielä analysoimatta. Higgsin hiukkasen -tai "higgsinkaltaisen hiukkasen"- löytämiseen käytettiin vain noin kolmannes nyt kerätystä datasta, ja myöhemmissä datanjulkistuksissakin on jäänyt mielenkiintoista dataa paljastamatta. Uutta tietoa on luvassa maaliskuussa ja kesällä.

Kuten CERNin lehdistötiedotteessa todetaan, LHC:n toimintaan voi olla hyvin tyytyväinen. Laitteet ovat toimineet odotettua paremmin ja on tehty yksi suuri löytö eli laitettu Standardimallin viimeinen pala paikalleen. Sen lisäksi on merkittävästi rajoitettu sitä, mitä Standardimallin tuolla puolen voi olla. Mitään Standardimallin tuolta puolen ei kuitenkaan ole nähty, eikä mitään suosittuja malleja siitä ole lopullisesti haudattu. Yleisesti odotettiin, että löydettäisiin nopeasti muutakin kuin Higgs, joten on kiinnostavaa katsoa, mikä vaikutus pettymyksellä on ollut fyysikoiden näkemyksiin.

Vuosina 2011 ja 2012 tehtiin tutkimusprojektia, jonka eräänä tavoitteena oli selvittää, miten fyysikoiden käsitykset teorioista muuttuvat datan myötä. Projektiin kuului fyysikoille suunnattu kysely ennen ja jälkeen Higgsin löytämisen. Ensimmäisellä kierroksella kyselyyn vastasi 1435 fyysikkoa ja toisella 903. Jonkinlaisen käsityksen hiukkasfysiikan miesvaltaisuudesta saa siitä, että vastaajista oli naisia ensimmäisellä kierroksella 131 ja toisella 77. Lisäksi muutamaa tutkijaa haastateltiin tarkemmin. Projektin tuloksia esiteltiin CERNissä samana päivänä kun LHC suljettiin; video esityksestä ja esityksen kalvot ovat nähtävissä CERNin sivuilla.

Kyseessä on ensimmäinen projekti, jossa tutkitaan tieteen filosofiaa ja historiaa sitä mukaa kun havaintoja tehdään, sen sijaan että tarkasteltaisiin asioita jälkikäteen kun jo tiedetään mitkä ongelmat ovat tärkeitä ja millaiset vastaukset niihin sopivat. Fyysikoiden suhtautuminen teorioihin osoittautui hyvin erilaiseksi kuin mitä tieteen historiasta esimerkkinsä omaksuneet tieteenfilosofit odottivat. Sen sijaan, että fyysikoilla olisi selvä näkemys siitä, mikä on paras teoria ja he puurtaisivat sen eteen odottaen, että juuri se varmistuu, tutkijat pitävät useista ristiriitaisista malleista samaan aikaan. Lisäksi mieltymykset eivät suoraan määrää sitä, minkä parissa tutkija työskentelee. Teorioita pidetään välineinä, joilla voidaan luodata erilaisia mahdollisuuksia, ei lausuntoina siitä, millainen maailma varmasti on.  Suhde teorioihin kuvastanee myös sitä, että mitään Standardimallin tuonpuoleisen fysiikan malleista ei pidetä yksiselitteisen vakuuttavina.

Tutkimuksessa on eroteltu kokeelliset ja teoreettiset fyysikot, ja kokeelliset fyysikot jopa kiistivät, että heillä olisi mitään mieltymyksiä mallien suhteen. Kokeissa täytyy tehdä valintoja siitä, mitä etsitään, mutta ne määräytyvät pitkän ajan kuluessa yhteisön tullessa hitaasti yhteisymmärrykseen, eivät väittelyiden ja tietoisten puolten ottamisen myötä. Itse asiassa tuhansien LHC:hen liittyvien tieteellisten artikkelien joukossa ei ilmeisesti ole juurikaan sellaisia, missä olisi kriittisesti verrattu tarjolla olevia malleja. Tämä saattaa kuulostaa yllättävältä, mutta malleja verrataan enemmän havaintoihin kuin toisiinsa. Tilanteessa, jossa mikään malli ei ole osoittautunut erityisen hyväksi ei kannata kirjoittaa artikkelia, jossa omien mieltymysten perusteella haukkuu toisen mallia, jos sekin sopii dataan eikä ole ilmeisen väärin, piti sitä miten hölmönä tahansa.

Kyselyn mukaan ennen Higgsin löytämistä suunnilleen yhtä moni arveli jonkin uuden fysiikan paljastumisen yhtä todennäköiseksi kuin Higgsin löytymisen. Kyselyssä kysyttiin myös sitä, mitä tutkijat odottavat löytyvän. Suosituin vaihtoehto oli se, että kyseessä on jotain mitä kukaan ei ole tullut ajatelleeksi (taisinpa itsekin valita tuon vaihtoehdon). Higgsin löytymisen jälkeen luottamus siihen, että jotain uutta varmasti löytyy, on hieman laskenut, ja epätietoisuus siitä, mitä löydöt olisivat on hieman kasvanut. Se, että LHC ei toistaiseksi ole löytänyt muuta kuin Higgsin, on vaikuttanut fyysikoiden käsityksiin, ja tämänhetkisiin teorioihin suhtaudutaan hieman varautuneemmin. Mitään ei kuitenkaan ole varmasti suljettu pois, ja LHC:llä on edessään vielä kenties 20 vuotta törmäyksiä. Nyt on nautittu vasta alkupalat, ja luvassa on pitkä ateria.

Kommentit (4)

Metusalah

"Mieltymykset eivät suoraan määrää sitä, minkä parissa tutkija työskentelee."

Mitä tekevät ne tutkijat seuraavien yli kahden vuoden tauon aikana, joiden pääintressinä on LHC ja sen tuottaman "100 miljoonaa gigaa dataa" tutkiminen? Oletettavasti heillä riittää työmaata tähänastisten törmäystietojen analysoimisessa? Vai onko kaksi vuotta liian lyhyt aika nykyisenkin informaation tutkimiseen?

Syksy Räsänen

Metusalah:

Tuo kaksi vuotta antaa aikaa tehdä analyysit olemassaolevasta datasta huolella. Teoreetikothan tulevat hyvin toimeen pari vuotta ilman uutta dataakin, en ole varma siitä onko tauosta harmia kokeellisille fyysikoille.

Seuraa 

Maailmankaikkeutta etsimässä

Blogin päivittäminen on päättynyt.

Syksy Räsänen on teoreettinen fyysikko Helsingin yliopistossa. Syksy kirjoittaa kosmologiasta, hiukkasfysiikasta ja niiden tekemisestä, tai ainakin asioista sinne päin.

Teemat

Blogiarkisto