Καθώς ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) βρίσκεται εκτός λειτουργίας αφού θα αναβαθμίζεται για περίπου δύο ακόμη χρόνια, θα περίμενε κανείς πως θα είναι ένας πολύ ήσυχος χρόνος για το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Κι όμως, με δύο μικρότερους επιταχυντές να τίθενται σε λειτουργία στο δεύτερο μισό του έτους αλλά και ένα νέο εντυπωσιακό πείραμα που αποσκοπεί στην πειραματική ανακάλυψη μιας σπάνιας διάσπασης, η φετινή χρονιά προμηνύεται κάθε άλλο παρά αδιάφορη.
Καθώς ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) βρίσκεται εκτός λειτουργίας αφού θα αναβαθμίζεται για περίπου δύο ακόμη χρόνια, θα περίμενε κανείς πως θα είναι ένας πολύ ήσυχος χρόνος για το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Κι όμως, με δύο μικρότερους επιταχυντές να τίθενται σε λειτουργία στο δεύτερο μισό του έτους αλλά και ένα νέο εντυπωσιακό πείραμα που αποσκοπεί στην πειραματική ανακάλυψη μιας σπάνιας διάσπασης, η φετινή χρονιά προμηνύεται κάθε άλλο παρά αδιάφορη.
Τα σωματίδια που επιταχύνονται και συγκρούονται στον LHC «προθερμαίνονται» σε μικρότερους επιταχυντές πριν περάσουν στο μεγάλο στίβο. Το Σύγχροτρο Πρωτονίων (PS) και το Υπερσύγχοτρο Πρωτονίων (SPS) είναι δύο από τους μικρότερους επιταχυντές που αναμένεται να λειτουργήσουν μέσα στο νέο έτος παρέχοντας τα πρώτα δεδομένα σε αρκετά νέα πειράματα.
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα νέα πειράματα είναι το ΝΑ62, ένα πείραμα μήκους 270 μέτρων που εξελίσσεται στον επιταχυντή SPS ο οποίος έχει περίμετρο 7 χιλιομέτρων. Στο πείραμα συμμετέχουν 150 φυσικοί από 20 διαφορετικά ινστιτούτα και ο πρωταρχικός σκοπός είναι η λεπτομερής μέτρηση της πιθανότητας διάσπασης ενός θετικά φορτισμένου καονίου σε ένα πιόνιο και ένα νετρίνο/αντινετρίνο*. Η δυσκολία έγκειται στο γεγονός πως πρόκειται για μία πολύ δύσκολη μέτρηση αφού μία τέτοια διάσπαση συμβαίνει μία φορά στις 10 δισεκατομμύρια διασπάσεις καονίων.
Η συγκεκριμένη μέτρηση αποτελεί μία ακόμη πρόκληση για το Καθιερωμένο Πρότυπο, τη θεωρία για τις θεμελιώδεις δυνάμεις τις Φύσης και τις αλληλεπιδράσεις τους, και μπορεί να ανοίξει δρόμους για φυσική που εκτείνεται πέρα από αυτό.
Το πείραμα ξεκινά με τη σύγκρουση μίας δέσμης πρωτονίων που έχουν ενέργεια 400 GeV, σε ένα διάφραγμα βηρυλλίου μήκους 40 εκατοστών. Η συγκεκριμένη σύγκρουση παράγει περίπου 800 εκατομμύρια φορτισμένα σωματίδια το δευτερόλεπτο, 6% από τα οποία είναι τα καόνια που ενδιαφέρουν το συγκεκριμένο πείραμα. Τα καόνια αυτά εντοπίζονται από ένα είδος ακτινοβολίας που εκπέμπουν, που ονομάζεται ακτινοβολία Τσερένκοφ. Ειδικοί ανιχνευτές καταγράφουν τις διασπάσεις των καονίων, ενώ εκτελούν και μετρήσεις της ταχύτητας των πιονίων που προκύπτουν.
Στις 8 εβδομάδες που θα διαρκέσει το αρχικό στάδιο του πειράματος οι επιστήμονες υπολογίζουν πως θα ανιχνεύσουν δύο από τις εν λόγω διασπάσεις. Στη συνέχεια το πείραμα θα συνεχιστεί για ακόμη τρία χρόνια, στα οποία αναμένεται να καταγραφούν άλλες 100 διασπάσεις. Εάν οι μετρήσεις διαφέρουν κατά ένα παράγοντα 1 προς 2 σε σχέση με την αναμενόμενη τιμή, το NA62 θα είναι σε θέση να ανακοινώσει την ανακάλυψη νέας φυσικής με ακρίβεια 5σ, η οποία είναι και το όριο για μία επιστημονική ανακάλυψη.
Ταυτόχρονα με το ΝΑ62 θα λειτουργήσει και ένα πλήθος από νέα πειράματα, όπως το AEGIS στον Επιβραδυντή Αντιπρωτονίων (AD) το οποίο αναμένεται να υπολογίσει τη βαρυτική έλξη της Γης στην αντιύλη, ή το πείραμα BASE το οποίο θα εκτελέσει τη λεπτομερέστερη έως σήμερα μέτρηση της μαγνητικής ροπής του αντιπρωτονίου.
Λεξικό:
Καόνιο: ζέυγος κουάρκ/αντικουάρκ, με τέσσερις πιθανούς συνδυασμούς
Πιόνιο: ζύγος κουάρκ/αντικουάρκ με τρεις διαφορετικούς συνδυασμούς
Νετρίνο/αντινετρίνο: Από τα ελαφρύτερα σωματίδια στη φύση, ηλεκτρικά ουδέτερα, συμμετέχουν στις ασθενείς πυρηνικές αντιδράσεις