Τι είναι CERN ή Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής

Τι είναι το CERN ή Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής

Οι εικόνες μοιάζουν να είναι βγαλμένες από ταινίες του Τζέιμς Μποντ. Σε ένα ήσυχο κομμάτι μιας αγροτικής περιοχής της Ελβετίας, εκατό μέτρα κάτω από τη γη κατά μήκος των γαλλοελβετικών συνόρων, επιστήμονες από όλο τον κόσμο προσπαθούν να κάνουν πραγματικότητα ένα μεγάλο όνειρο, που θα φέρει την ανθρωπότητα πιο κοντά στην κατανόηση της φύσης του σύμπαντος.

Στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής (CERN ή Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire,) της Ελβετίας βρίσκεται το μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο επιστημονικό όργανο του κόσμου, που έχει στόχο να εντοπίσει ένα και μοναδικό σωματίδιο, το οποίο αν τελικά υπάρχει, θα καλύψει ένα σημαντικό κενό στην κατανόηση του κόσμου μας.

Πως θα γίνει αυτό; Με τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider), ένα περίπλοκο μηχάνημα που θα θέσει σε σύγκρουση δέσμες πρωτονίων τεράστιας ενέργειας σε πολύ υψηλές ταχύτητες προκειμένου να δημιουργήσει τις συνθήκες που επικρατούσαν στο πρώτο κλάσμα δευτερολέπτου μετά το big bang, που έδωσε ζωή στον κόσμο 14 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Ο LHC αποτελείται από τουλάχιστον 1.000 μαγνήτες, οι οποίοι καταλαμβάνουν ένα τούνελ που διατρέχει έναν δακτύλιο μήκους 27 χιλιομέτρων και μεταφέρουν δύο δέσμες πρωτονίων γύρω από τον δακτύλιο. Σε ένα πείραμα άνευ προηγουμένου, τα πρωτόνια θα επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, εκτελώντας κάθε δευτερόλεπτο περίπου 11.200 περιστροφές γύρω από τον επιταχυντή, για να συγκρουστούν με ροές σωματιδίων που κινούνται αντίθετα, παράγοντας στιγμιαία τεράστια ποσά ενέργειας.

Όπως εκτιμούν οι επιστήμονες, θα συμβούν ένα δισεκατομμύριο συγκρούσεις το δευτερόλεπτο, ενώ η μία στις 10 εκατομμύρια συγκρούσεις ενδέχεται να υποδηλώνει κάποιο νέο φαινόμενο.

Πώς ξεκίνησαν όμως όλα αυτά; Πριν από τουλάχιστον τριάντα χρόνια κάποιοι επιστήμονες ανέπτυξαν μια σειρά συμμετρικών εξισώσεων που ονομάστηκε Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model) και περιγράφει τη δημιουργία του σύμπαντος στο πλαίσιο της σχέσης ανάμεσα στις δυνάμεις και σε λίγα θεμελιώδη σωματίδια.

Ωστόσο, στο μοντέλο αυτό υπάρχουν κενά. Ένα από αυτά είναι το ζήτημα της μάζας: Γιατί κάποια σωματίδια είναι βαριά, ενώ κάποια άλλα δεν έχουν καθόλου μάζα; Σύμφωνα με τη θεωρία, το βάρος των σωματιδίων εξαρτάται από το πώς αλληλεπιδρά με το μυστηριώδες «πεδίο Higgs», που διαπερνά ολόκληρη την ορατή πραγματικότητα.

Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν έχουν βρει στοιχεία που να δείχνουν ότι όντως υπάρχει αυτό το πεδίο αλλά και το αντίστοιχο σωματίδιο (μποζόνιο Higgs). Ετσι, προκειμένου να κάνουν τα απαραίτητα πειράματα για να το διαπιστώσουν, έπρεπε να κατασκευάσουν έναν επιταχυντή σωματιδίων που να είναι τόσο μεγάλος, ώστε να μπορεί να αντεπεξέλθει σε τέτοια μεγέθη. Ετσι, κατασκευάστηκε ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων προκειμένου να ανακαλύψει αν υπάρχει το λεγόμενο «σωματίδιο του Θεού», το μποζόνιο Higgs.

To πείραμα μιας ολόκληρης ζωής

Τα τελευταία χρόνια έχουν μεταφερθεί στο CERN μηχανήματα βάρους 7.000 τόνων, όπως το Yoke Barrel 0, ένα μηχάνημα βάρους 2.000 τόνων, που αποτελεί μέρος του Compact Muon Solenoid, του πειράματος που θα αναζητήσει το μυστηριώδες σωματίδιο. Ο επιταχυντής θα κοστίσει περίπου 3 δισεκατομμύρια ευρώ, ενώ η ετήσια κατανάλωσή του σε ενέργεια είναι όση και εκείνη που καταναλώνει ολόκληρη η Γενεύη.

Το ένα δισεκατομμύριο των συγκρούσεων που θα λαμβάνει χώρα κάθε δευτερόλεπτο και θα απαθανατίζονται και θα φιλτράρονται από τους υπόγειους ανιχνευτές, θα παράγει αρκετά στοιχεία για να γεμίζουν 100.000 CDs κάθε χρόνο.

Το πείραμα της Γενεύης θα απασχολήσει τους επιστήμονες για 20 ολόκληρα χρόνια, ίσως και περισσότερα. Ωστόσο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να μη δείξει την παραμικρή ένδειξη για την ύπαρξη του περιζήτητου σωματιδίου. Ομως, όπως επαναλαμβάνουν οι επιστήμονες, και πάλι αξίζει τον κόπο, αφού σε μια τέτοια περίπτωση θα δείξει χωρίς αμφιβολία ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο, η βάση της σύγχρονης Φυσικής, πρέπει να αναθεωρηθεί εκ βάθρων.

«Η ανθρωπότητα πρέπει να θέτει στον εαυτό της τέτοια ερωτήματα, όμως οι απαντήσεις ακόμη δεν υπάρχουν» είπε στο περιοδικό «Newsweek» ο διευθυντής του CERN, Robert Aymar, ενώ ο Tejinder Virdee, φυσικός από το Imperial College του Λονδίνου τονίζει: «Οι φίλοι μας θεωρητικοί λένε να κοιτάξουμε προς τη μία κατεύθυνση ή την άλλη, όμως ίσως η Φύση μας λέει να κοιτάξουμε πίσω μας».

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας