Το πείραμα του αιώνα στο CERN

Ο βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ στοιχημάτισε ότι ο «Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων» (LHC), ο οποίος θα τεθεί σε λειτουργία αύριο Τετάρτη στα γαλλο-ελβετικά σύνορα, δεν θα βρει το μποζόνιο του Χιγκς, το οποίο θεωρείται κάτι σαν το «ιερό δισκοπότηρο» της θεμελιώδους φυσικής.

Ο LHC, ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, «θα τετραπλασιάσει την ενέργεια με την οποία μπορούμε να μελετήσουμε τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων. Απ' όσα γνωρίζουμε αυτή τη στιγμή, αυτό πρέπει να είναι αρκετό για να ανακαλυφθεί το σωματίδιο του Χιγκς, το σωματίδιο που δίνει τη μάζα σε όλα τα άλλα σωματίδια», υπενθύμισε ο φυσικός.

«Πιστεύω πως θα ήταν πολύ πιο ενδιαφέρον να μην βρούμε το Χιγκς. Αυτό θα έδειχνε πως κάτι δεν πάει καλά και πως πρέπει να επανεξετάσουμε τη σκέψη μας. Στοιχημάτισα 100 στερλίνες πως δεν θα βρούμε το Χιγκς», πρόσθεσε σε συνέντευξή του στο Radio 4 του BBC.

Ο LHC πρόκειται να αναδημιουργήσει τις συνθήκες που επικρατούσαν στην αρχή του σύμπαντος πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Φιλοδοξεί ιδιαίτερα να εντοπίσει το μποζόνιο του Χιγκς, η απουσία του οποίου θα προκαλούσε αναστάτωση στη θεωρητική φυσική.

Όμως το να μην ανακαλύψουμε το Χιγκς κάθε άλλο παρά αποτυχία θα ήταν, σύμφωνα με τον βρετανό επιστήμονα. «Αυτό που θα βρει ή δεν θα βρει ο LHC θα μας πει πολλά για τη δομή του σύμπαντος», υπογράμμισε.

Ο φυσικός παραδέχθηκε πως είναι «δύσκολο» να σκεφτεί ότι ο LHC μπορεί να έχει κάποια οικονομική απόδοση. «Αλλά αυτό δεν θα πει πως δεν θα έχει», πρόσθεσε.

ΑΠΕ-ΜΠΕ, Γαλλικό Πρακτορείο

Ξεκινά στις 10 Σεπτεμβρίου, μετά από τουλάχιστον μία δεκαετία προετοιμασιών και επένδυση 6 δισ. ευρώ, η πρώτη φάση λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Έρευνας Στοιχειωδών Σωματιδίων (CERN) κοντά στη Γενεύη.

Πρόκειται για μια υπόγεια κατασκευή σε κυκλικό τούνελ βάθους 50 - 175 μέτρων, μήκους 27 χιλιομέτρων και διαμέτρου 3,8 μέτρων κάτω από τις δύο πλευρές των γαλλο-ελβετικών συνόρων. Είκοσι χώρες μέλη (μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα από το 1954 ως ιδρυτικό μέλος) συμμετέχουν στην όλη προσπάθεια, που μπορεί να χαρακτηρισθεί ιστορική και θα μεταδοθεί τηλεοπτικά από το CERN (webcast.cern.ch ), ενώ η εικόνα θα διανεμηθεί και μέσα από το δίκτυο της Eurovision.

Το πρώτο τεστ συγχρονισμού των επιμέρους τμημάτων του Επιταχυντή έγινε στις 9 Αυγούστου 2008 και ακολούθησαν και άλλα τις επόμενες εβδομάδες. Η πρώτη ακτίνα σωματιδίων που θα κυκλοφορήσει στον επιταχυντή στις 10 Σεπτεμβρίου, θα έχει αρχική ενέργεια 450 GeV ή 0,45 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV). Στο εσωτερικό του επιταχυντή, όπου η θερμοκρασία έχει πλέον πέσει μόλις στους 1,9 βαθμούς Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν (-271 βαθμοί), δηλαδή χαμηλότερα και από τη θερμοκρασία στο εξώτερο διάστημα, θα αρχίσουν να εκπέμπονται οι πρώτες ακτίνες σωματιδίων, να κυκλοφορούν και να συγκρούονται τα πρώτα πρωτόνια, με ενέργεια επτά φορές μεγαλύτερη από οποιαδήποτε άλλη φορά στο παρελθόν.

Μέσα στο 2008 οι ακτίνες που θα κυκλοφορούν εντός του LHC, θα έχουν σταθεροποιηθεί, οπότε πλέον η ισχύς των σωματιδίων προβλέπεται να έχει αυξηθεί μέχρι τα 5 TeV. Όταν θα αρχίσει η ολοκληρωμένη φάση λειτουργίας του, πιθανότατα το 2010, η ενέργεια σύγκρουσης των σωματιδίων θα ξεπεράσει κατά 30 περίπου φορές οποιαδήποτε άλλη στο παρελθόν.

Σύμφωνα με ανάλυση του Economist, πρόκειται για το μεγαλύτερο -και πολυαναμενόμενο από την επιστημονική κοινότητα- βήμα στη σωματιδιακή φυσική εδώ και ένα τέταρτο του αιώνα. Η τελευταία μεγάλη ανακάλυψη στη φυσική των υποατομικών σωματιδίων ήταν η εύρεση των λεγόμενων μποσονίων W και Ζ το 1983.

Καλώς εχόντων των πραγμάτων, εκτός και οι κυρίαρχες θεωρίες αποδειχτούν τελικά λανθασμένες, η επόμενη μεγάλη στιγμή θα είναι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς, μιας -προς το παρόν- θεωρητικής κατασκευής που απαιτείται για να προσδίδει μάζα στα άλλα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. Λογικά, χάρη στον LHC, η ανακάλυψή του θα γίνει γρήγορα - αν όχι, τότε οι φυσικοί θα βρεθούν σε μεγάλη αμηχανία...

Στην πραγματικότητα οι φυσικοί δεν επένδυσαν τόσα χρήματα στο "τέρας" της Γενεύης, για να βρουν απλώς ένα σωματίδιο που, ούτως ή άλλως, προβλέπουν οι εξισώσεις τους. Αυτό που ελπίζουν, είναι να εισέλθουν σε μια άγνωστη επικράτεια της ύλης. Μέχρι στιγμής το κυρίαρχο θεωρητικό μοντέλο (το λεγόμενο "Βασικό Μοντέλο") περιλαμβάνει 16 ανακαλυφθέντα υποατομικά σωματίδια με γνωστά ονόματα (ηλεκτρόνια, φωτόνια) ή πιο εξωτικά (μουόνια, γκλουόνια κ.α.) κι ένα 17ο στοιχείο του οποίου εκκρεμεί η επιβεβαίωση (το μποσόνιο Χιγκς).

Σε αναζήτηση των σωματιδίων της βαρύτητας και της υπερσυμμετρίας

Τα γκλουόνια παρέχουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη, τα μποσόνια W και Ζ την ασθενή πυρηνική δύναμη, ενώ τα φωτόνια την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Δυστυχώς στο κυρίαρχο μοντέλο δεν υπάρχει θέση για τη βαρύτητα, γιατί δεν έχει βρεθεί ακόμα το ανάλογο σωματίδιο. Ένα από τα σημαντικότερα πράγματα που ο LHC θα ψάξει, μετά το μποσόνιο του Χιγκς, θα είναι μήπως καταφέρει να βρει το συνεχώς διαφεύγον "βαρυτόνιο" ή "γκραβιτόνιο" (graviton), το οποίο - εκτός και οι φυσικοί έχουν πέσει τελείως έξω - υποτίθεται ότι μεταφέρει τη δύναμη της βαρύτητας με τον ίδιο τρόπο που τα υπόλοιπα υποατομικά σωματίδια είναι φορείς των υπόλοιπων δυνάμεων (πυρηνικής, ηλεκτρομαγνητικής).

Αν όντως βρεθεί το βαρυτόνιο, θα είναι μια ιστορική στιγμή στην επιστήμη, γιατί επιτέλους θα γεφυρωθεί το χρόνιο και οδυνηρό χάσμα στη φυσική ανάμεσα στις δύο κυρίαρχες θεωρίες της: την κβαντομηχανική (που περιγράφει τον κόσμο των ηλεκτρονίων, κβάντων κλπ. και η οποία οδήγησε στο "Βασικό Μοντέλο") και τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν (που ουσιαστικά είναι η θεωρία της βαρύτητας σε σχέση με τη μεταβολή του χωρoχρ;oνου).

Μια άλλη σημαντική συνεισφορά του LHC, που θα φώτιζε περαιτέρω την επικράτεια του αγνώστου, θα ήταν η τυχόν ανακάλυψη των σωματιδίων που αποκαλούνται νετραλίνα (neutralinos), κάτι που θα επιβεβαίωνε την ισχύ της -υποθετικής προς το παρόν- θεωρίας της υπερσυμμετρίας. Σύμφωνα με αυτήν, όλα τα σωματίδια του "Βασικού Μοντέλου" έχουν ένα -μη ανακαλυφθέντα ακόμα- "σύντροφο", που βοηθά ώστε να εξισορροπεί τις ιδιότητές τους με μαθηματικά αρμονικό τρόπο. Αν και η υπερσυμμετρία διπλασιάζει τα σωματίδια (κάνοντας έτσι το σύμπαν πιο πολύπλοκο), αρέσει σε πολλούς φυσικούς, γιατί θεωρούν ότι τελικά απλουστεύει τα πράγματα με τις μαθηματικές συμμετρίες που εισάγει.

Μερικά από τα προτεινόμενα υπερσυμμετρικά σωματίδια προβλέπεται να είναι βαριά και με βραχύβια ζωή. Όμως άλλα νετραλίνα πιστεύεται ότι "ζουν" απεριόριστα. Ένα νετραλίνο -που δεν είναι ακριβώς ένα "κατοπτρικό" σωματίδιο σε σχέση με ένα σωματίδιο του "Βασικού Μοντέλου", αλλά ένα μίγμα από αρκετά συμμετρικά σωματίδια- έχει μια κρίσιμη ιδιότητα: είναι σκοτεινό.

Αν ληφθεί υπόψη ότι η ορατή ύλη (που βλέπουμε με τα διάφορα τηλεσκόπια) υπολογίζεται ότι είναι μόλις το 4% του σύμπαντος και ότι το 22% αποτελείται από "σκοτεινή ύλη" (που ανιχνεύεται λόγω των βαρυτικών επιδράσεών της, αλλά είναι αόρατη) και το υπόλοιπο 74% (δηλαδή τα τρία τέταρτα!) από την ακόμα πιο μυστηριώδη και επίσης αόρατη "σκοτεινή ενέργεια" (που τεκμαίρεται από την παρατηρούμενη συνεχή διεύρυνση του σύμπαντος, η οποία υπερ-αντισταθμίζει την αντίθετη δύναμη της βαρύτητας), τότε γίνεται αντιληπτή η σημασία της τυχόν ανακάλυψης ενός "σκοτεινού" σωματιδίου.

Πολλοί φυσικοί υποπτεύονται ότι πολλή -αν όχι όλη- η σκοτεινή ύλη αποτελείται από νετραλίνα. Θα ήταν ευκολότερο να βεβαιωθούν γι΄ αυτό, αν πρώτα επιβεβαίωναν ότι όντως υπάρχουν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια κι αν επιπλέον ήξεραν κάτι περισσότερο για τις πραγματικές ιδιότητές τους, αντί να περιορίζονται, όπως τώρα, σε μαθηματικές υποθέσεις. Αν ο LHC βοηθήσει επ΄ αυτού, η συνεισφορά του θα είναι καθοριστική για την κατανόηση του σύμπαντος.

Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία -που χρειάζεται επιβεβαίωση- οι γαλαξίες που βλέπουμε με τα τηλεσκόπια (τα άστρα και τα αέρια), δεν είναι παρά το κέντρο μιας ευρύτερης δομής, καθώς περιβάλλονται από μια μεγάλη ζώνη αόρατης σκοτεινής ύλης που τους συγκρατεί για να μη διαλυθούν, καθώς περιστρέφονται. Από μια άποψη, η σκοτεινή ύλη είναι ένα είδος "σκαλωσιάς" πάνω στην οποία "τακτοποιείται" η ορατή ύλη.

Σκοτεινή ενέργεια, χορδές και μαύρες τρύπες

Τα πράγματα όμως είναι πιο ακατανόητα σε σχέση με τη σκοτεινή ενέργεια. Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία, η ενέργεια αυτή πρέπει να υπάρχει γιατί οι μετρήσεις που συγκρίνουν την αναμενόμενη φωτεινότητα των αρχαίων σούπερ-νόβα (υπερκαινοφανών υπέρλαμπρων αστέρων) με αυτήν που πραγματικά συλλαμβάνουν τα τηλεσκόπια, υποδεικνύουν ότι κάτι σπρώχνει τα πάντα στο σύμπαν να απομακρυνθούν με ταχύτητα μεγαλύτερη από την εκτιμώμενη ταχύτητα επέκτασης του διαστήματος μετά τη "Μεγάλη Έκρηξη" (το "Μπιγκ-Μπανγκ" που έδωσε την εναρκτήρια ώθηση στο σύμπαν). Αυτό το "κάτι" πρέπει να είναι μια μορφή ενέργειας και οι υπολογισμοί δείχνουν ότι κάθε άλλο παρά αμελητέο είναι, αφού συνιστά το 74% του σύμπαντος. Κανείς όμως δεν ξέρει από τι αποτελείται αυτή η ενέργεια, αν και ελπίζεται ότι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς ίσως ρίξει κάποιο φως στη φύση της.

Ένα άλλο μυστήριο, το οποίο ο LHC μπορεί να λύσει, είναι η αληθινή φύση της λεγόμενης "θεωρίας του παντός", που η Φυσική προσδοκά κάποτε να αναπτύξει. Μέχρι πρόσφατα υπήρχε συναίνεση των φυσικών ότι θα επρόκειτο για μια μορφή της "θεωρίας των χορδών", η οποία, μεταξύ άλλων, υποστηρίζει ότι το σύμπαν έχει, ούτε λίγο ούτε πολύ, 11 διαστάσεις. Στη θεωρία αυτή τα σωματίδια γίνονται αντιληπτά ως δονούμενες πολυδιάστατες "χορδές". Ο τρόπος δόνησής τους καθορίζει και τη φύση κάθε σωματιδίου.

Εσχάτως όμως η θεωρία των χορδών έχει βρει έναν ανταγωνιστή στο πρόσωπο της θεωρίας της "κβαντικής βαρύτητας βρόχων" (loop quantum gravity), η οποία υποστηρίζει ότι τα σωματίδια δεν είναι ξεχωριστά από το χώρο και το χρόνο, αλλά μάλλον ο χώρος και ο χρόνος αποτελούνται από "λωρίδες" σε σχήμα θηλιάς (βρόχου), οι οποίες, όταν διαπλέκονται με ορισμένους τρόπους, γίνονται αντιληπτές ως σωματίδια.

Τέλος, ο LHC της Γενεύης δεν αποκλείεται να κάνει το θαύμα του και να δημιουργήσει μικρές "μαύρες τρύπες", οι οποίες πάντως δεν πρόκειται να καταπιούν τη Γη - όπως καθησύχασαν οι επιστήμονες τους ανησυχούντες! Απλώς δεν θα διαρκέσουν τόσο πολύ, ώστε να καταφέρουν κάτι τέτοιο. Αυτό που αναμένεται να συμβεί, είναι να διαλυθούν γρήγορα στη λεγόμενη "ακτινοβολία Χόκινγκ", μια θεωρία του διάσημου φυσικού, που αν όντως επιβεβαιωθεί από τα πειράματα του LHC, θα του δώσει πιθανότατα το επόμενο βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

AΠΕ-ΜΠΕ, Reuters, Γαλλικό Πρακτορείο

Οι ανακαλύψεις που θα προκύψουν από το «πείραμα του αιώνα» θα πυροδοτήσουν μελλοντικά σημαντικές εξελίξεις σε πολλούς τομείς της κοινωνίας, υποστηρίζει ο Ρόμπερτ Αϊμάρ, ο Γάλλος φυσικός που είναι γενικός διευθυντής του CERN εδώ και πέντε χρόνια.

Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα αναμένει με αγωνία να διαπιστώσει εάν υπάρχουν πράγματα στη φύση τα οποία αγνοούν (π.χ. άλλες διαστάσεις) ή έστω να επιβεβαιώσουν κεντρικές θεωρίες της φυσικής και της κοσμολογίας, για παράδειγμα ότι υπάρχει το σωματίδιο «μποζόνιο του Χιγκς», που υποτίθεται ότι έδωσε μάζα στην ύλη, ή ότι όντως υπάρχουν η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια.

Το πείραμα ενδέχεται επίσης να ανατρέψει τις καθιερωμένες θεωρίες και το βασικό κοσμολογικό μοντέλο των φυσικών.

Με το εν λόγω πείραμα οι επιστήμονες θα επιχειρήσουν να αναπαραγάγουν τις συνθήκες που επικρατούσαν ένα απειροστό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το αρχικό «Μπινγκ Μπανγκ», το οποίο, πριν περίπου 13,7 δισ. χρόνια, άρχισε σταδιακά να δημιουργεί τα αστέρια, τους πλανήτες και τη Γη. Όχι άδικα, ορισμένοι παρομοιάζουν το πείραμα με την «Αλίκη στη χώρα των θαυμάτων».

Το κουτί της Πανδώρας;

Εάν, όμως, οι επιστήμονες «παίζουν» με δυνάμεις που τους ξεπερνούν; Αν το πείραμα, άθελά τους φυσικά, καταλήξει να δημιουργήσει μια μαύρη τρύπα που θα καταπιεί το CERN, τη Γενεύη και -γιατί όχι- όλη τη Γη μας; Αν παραχθούν κβαντικά «παραδοξόνια» και όλη η ύλη της Γης μετατραπεί σε «παράδοξη ύλη»; Μήπως το πείραμα ανοίξει το δρόμο για όντα από κάποιο άλλο σύμπαν να επιτεθούν στον πλανήτη μας μέσα από μια «σκουληκότρυπα» στο χωροχρόνο;

Εδώ και χρόνια έχουν διατυπωθεί τέτοιου είδους φόβοι - άλλοτε με επιστημονική χροιά και άλλοτε απλώς συνωμοσιολογική. Τις τελευταίες μέρες το CERN έχει κατακλυστεί από γράμματα και ηλεκτρονικά μηνύματα που εκφράζουν παρόμοιες ανησυχίες (δεν είναι σίγουρα άσχετο ότι το CERN πρωταγωνιστούσε αρνητικά στο συνωμοσιολογικό μπεστ-σέλερ "Ιλουμινάτοι" του Νταν Μπράουν).

Οι σκεπτικιστές (με επικεφαλής την ομάδα πολιτών και επιστημόνων LCH Kritiks από τη Γερμανία, την Αυστρία και την Ελβετία) έφθασαν μέχρι το Ευρωπαϊκό Δικαστήριο Ανθρωπίνων Δικαιωμάτων προσπαθώντας -μέχρι στιγμής ανεπιτυχώς- να σταματήσουν το πείραμα, υποστηρίζοντας ότι σε μια περίοδο τεσσάρων ετών οι μαύρες τρύπες λόγω του πειράματος θα αυξηθούν εκθετικά και θα «καταβροχθίσουν» τον πλανήτη εκ των έσω.

Το CERN, για μια ακόμη φορά (μετά την αρχική έκθεση ασφαλείας, που το 2003 έδωσε το «πράσινο φως» για να αρχίσει η κατασκευή του Επιταχυντή), φρόντισε να δώσει προ ημερών στη δημοσιότητα τη νέα έκθεση ασφαλείας δικών του επιστημόνων και συναδέλφων τους από τις ΗΠΑ και τη Ρωσία, που απορρίπτει τις παραπάνω «τρομοκρατικές» εκδοχές, τονίζοντας ότι «ο Επιταχυντής είναι ασφαλής» και ότι «οι εικασίες περί κινδύνων είναι σκέτη μυθοπλασία». Σύμφωνα με την έκθεση του CERN, «η φύση έχει ήδη πραγματοποιήσει το ισοδύναμο εκατοντάδων χιλιάδων πειραμάτων στη Γη - και ο πλανήτης μας υπάρχει ακόμα».

Από την άλλη, η αναφορά αξιολόγησης ασφαλείας του πειράματος (με την οποία συμφωνεί το Ινστιτούτο Φυσικής του Λονδίνου), διαπίστωσε ότι ακόμα και αν δημιουργηθούν μαύρες τρύπες (κάτι που οι φυσικοί δεν αποκλείουν, αντίθετα προσδοκούν με αγωνία), θα είναι μικροσκοπικές και θα διαλυθούν σχεδόν αμέσως λόγω ανεπαρκούς ενέργειας, ενώ παράλληλα απέκλεισε την πιθανότητα να δημιουργηθούν τα επίφοβα -και υποθετικά- σωματίδια «παραδοξόνια».

Αν αύριο όλα πάνε καλά, οι συγκρούσεις σωματιδίων από αντίθετες κατευθύνσεις θα αρχίσουν τις επόμενες εβδομάδες (αρχικά με χαμηλή ένταση, που σταδιακά θα μεγαλώνει, ώσπου τα συγκρουόμενα πρωτόνια θα αγγίξουν την ταχύτητα του φωτός). Αν, πάλι, τα πράγματα δεν πάνε καλά, ραντεβού κάπου αλλού στο χωροχρόνο...

ΑΠΕ-ΜΠΕ

Μετά από τουλάχιστον μία δεκαετία προετοιμασιών και επένδυση 6 δισ. ευρώ, αρχίζει σήμερα η πρώτη φάση λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Έρευνας Στοιχειωδών Σωματιδίων (CERN) κοντά στη Γενεύη.

Πρόκειται για μια υπόγεια κατασκευή σε κυκλικό τούνελ βάθους 50 - 175 μέτρων, μήκους 27 χιλιομέτρων και διαμέτρου 3,8 μέτρων κάτω από τις δύο πλευρές των γαλλο-ελβετικών συνόρων. Είκοσι χώρες μέλη (μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα από το 1954 ως ιδρυτικό μέλος) συμμετέχουν στην όλη προσπάθεια, που μπορεί να χαρακτηρισθεί ιστορική και θα μεταδοθεί τηλεοπτικά από το CERN (webcast.cern.ch ), ενώ η εικόνα θα διανεμηθεί και μέσα από το δίκτυο της Eurovision.

Το πρώτο τεστ συγχρονισμού των επιμέρους τμημάτων του Επιταχυντή έγινε στις 9 Αυγούστου 2008 και ακολούθησαν και άλλα τις επόμενες εβδομάδες. Η πρώτη ακτίνα σωματιδίων που θα κυκλοφορήσει στον επιταχυντή στις 10 Σεπτεμβρίου, θα έχει αρχική ενέργεια 450 GeV ή 0,45 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV). Στο εσωτερικό του επιταχυντή, όπου η θερμοκρασία έχει πλέον πέσει μόλις στους 1,9 βαθμούς Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν (-271 βαθμοί), δηλαδή χαμηλότερα και από τη θερμοκρασία στο εξώτερο διάστημα, θα αρχίσουν να εκπέμπονται οι πρώτες ακτίνες σωματιδίων, να κυκλοφορούν και να συγκρούονται τα πρώτα πρωτόνια, με ενέργεια επτά φορές μεγαλύτερη από οποιαδήποτε άλλη φορά στο παρελθόν.

Μέσα στο 2008 οι ακτίνες που θα κυκλοφορούν εντός του LHC, θα έχουν σταθεροποιηθεί, οπότε πλέον η ισχύς των σωματιδίων προβλέπεται να έχει αυξηθεί μέχρι τα 5 TeV. Όταν θα αρχίσει η ολοκληρωμένη φάση λειτουργίας του, πιθανότατα το 2010, η ενέργεια σύγκρουσης των σωματιδίων θα ξεπεράσει κατά 30 περίπου φορές οποιαδήποτε άλλη στο παρελθόν.

Σύμφωνα με ανάλυση του Economist, πρόκειται για το μεγαλύτερο -και πολυαναμενόμενο από την επιστημονική κοινότητα- βήμα στη σωματιδιακή φυσική εδώ και ένα τέταρτο του αιώνα. Η τελευταία μεγάλη ανακάλυψη στη φυσική των υποατομικών σωματιδίων ήταν η εύρεση των λεγόμενων μποσονίων W και Ζ το 1983.

Καλώς εχόντων των πραγμάτων, εκτός και οι κυρίαρχες θεωρίες αποδειχτούν τελικά λανθασμένες, η επόμενη μεγάλη στιγμή θα είναι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς, μιας -προς το παρόν- θεωρητικής κατασκευής που απαιτείται για να προσδίδει μάζα στα άλλα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. Λογικά, χάρη στον LHC, η ανακάλυψή του θα γίνει γρήγορα - αν όχι, τότε οι φυσικοί θα βρεθούν σε μεγάλη αμηχανία...

Στην πραγματικότητα οι φυσικοί δεν επένδυσαν τόσα χρήματα στο "τέρας" της Γενεύης, για να βρουν απλώς ένα σωματίδιο που, ούτως ή άλλως, προβλέπουν οι εξισώσεις τους. Αυτό που ελπίζουν, είναι να εισέλθουν σε μια άγνωστη επικράτεια της ύλης. Μέχρι στιγμής το κυρίαρχο θεωρητικό μοντέλο (το λεγόμενο "Βασικό Μοντέλο") περιλαμβάνει 16 ανακαλυφθέντα υποατομικά σωματίδια με γνωστά ονόματα (ηλεκτρόνια, φωτόνια) ή πιο εξωτικά (μουόνια, γκλουόνια κ.α.) κι ένα 17ο στοιχείο του οποίου εκκρεμεί η επιβεβαίωση (το μποσόνιο Χιγκς).

Σε αναζήτηση των σωματιδίων της βαρύτητας και της υπερσυμμετρίας

Τα γκλουόνια παρέχουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη, τα μποσόνια W και Ζ την ασθενή πυρηνική δύναμη, ενώ τα φωτόνια την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Δυστυχώς στο κυρίαρχο μοντέλο δεν υπάρχει θέση για τη βαρύτητα, γιατί δεν έχει βρεθεί ακόμα το ανάλογο σωματίδιο. Ένα από τα σημαντικότερα πράγματα που ο LHC θα ψάξει, μετά το μποσόνιο του Χιγκς, θα είναι μήπως καταφέρει να βρει το συνεχώς διαφεύγον "βαρυτόνιο" ή "γκραβιτόνιο" (graviton), το οποίο - εκτός και οι φυσικοί έχουν πέσει τελείως έξω - υποτίθεται ότι μεταφέρει τη δύναμη της βαρύτητας με τον ίδιο τρόπο που τα υπόλοιπα υποατομικά σωματίδια είναι φορείς των υπόλοιπων δυνάμεων (πυρηνικής, ηλεκτρομαγνητικής).

Αν όντως βρεθεί το βαρυτόνιο, θα είναι μια ιστορική στιγμή στην επιστήμη, γιατί επιτέλους θα γεφυρωθεί το χρόνιο και οδυνηρό χάσμα στη φυσική ανάμεσα στις δύο κυρίαρχες θεωρίες της: την κβαντομηχανική (που περιγράφει τον κόσμο των ηλεκτρονίων, κβάντων κλπ. και η οποία οδήγησε στο "Βασικό Μοντέλο") και τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν (που ουσιαστικά είναι η θεωρία της βαρύτητας σε σχέση με τη μεταβολή του χωρoχρ;oνου).

Μια άλλη σημαντική συνεισφορά του LHC, που θα φώτιζε περαιτέρω την επικράτεια του αγνώστου, θα ήταν η τυχόν ανακάλυψη των σωματιδίων που αποκαλούνται νετραλίνα (neutralinos), κάτι που θα επιβεβαίωνε την ισχύ της -υποθετικής προς το παρόν- θεωρίας της υπερσυμμετρίας. Σύμφωνα με αυτήν, όλα τα σωματίδια του "Βασικού Μοντέλου" έχουν ένα -μη ανακαλυφθέντα ακόμα- "σύντροφο", που βοηθά ώστε να εξισορροπεί τις ιδιότητές τους με μαθηματικά αρμονικό τρόπο. Αν και η υπερσυμμετρία διπλασιάζει τα σωματίδια (κάνοντας έτσι το σύμπαν πιο πολύπλοκο), αρέσει σε πολλούς φυσικούς, γιατί θεωρούν ότι τελικά απλουστεύει τα πράγματα με τις μαθηματικές συμμετρίες που εισάγει.

Μερικά από τα προτεινόμενα υπερσυμμετρικά σωματίδια προβλέπεται να είναι βαριά και με βραχύβια ζωή. Όμως άλλα νετραλίνα πιστεύεται ότι "ζουν" απεριόριστα. Ένα νετραλίνο -που δεν είναι ακριβώς ένα "κατοπτρικό" σωματίδιο σε σχέση με ένα σωματίδιο του "Βασικού Μοντέλου", αλλά ένα μίγμα από αρκετά συμμετρικά σωματίδια- έχει μια κρίσιμη ιδιότητα: είναι σκοτεινό.

Αν ληφθεί υπόψη ότι η ορατή ύλη (που βλέπουμε με τα διάφορα τηλεσκόπια) υπολογίζεται ότι είναι μόλις το 4% του σύμπαντος και ότι το 22% αποτελείται από "σκοτεινή ύλη" (που ανιχνεύεται λόγω των βαρυτικών επιδράσεών της, αλλά είναι αόρατη) και το υπόλοιπο 74% (δηλαδή τα τρία τέταρτα!) από την ακόμα πιο μυστηριώδη και επίσης αόρατη "σκοτεινή ενέργεια" (που τεκμαίρεται από την παρατηρούμενη συνεχή διεύρυνση του σύμπαντος, η οποία υπερ-αντισταθμίζει την αντίθετη δύναμη της βαρύτητας), τότε γίνεται αντιληπτή η σημασία της τυχόν ανακάλυψης ενός "σκοτεινού" σωματιδίου.

Πολλοί φυσικοί υποπτεύονται ότι πολλή -αν όχι όλη- η σκοτεινή ύλη αποτελείται από νετραλίνα. Θα ήταν ευκολότερο να βεβαιωθούν γι΄ αυτό, αν πρώτα επιβεβαίωναν ότι όντως υπάρχουν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια κι αν επιπλέον ήξεραν κάτι περισσότερο για τις πραγματικές ιδιότητές τους, αντί να περιορίζονται, όπως τώρα, σε μαθηματικές υποθέσεις. Αν ο LHC βοηθήσει επ΄ αυτού, η συνεισφορά του θα είναι καθοριστική για την κατανόηση του σύμπαντος.

Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία -που χρειάζεται επιβεβαίωση- οι γαλαξίες που βλέπουμε με τα τηλεσκόπια (τα άστρα και τα αέρια), δεν είναι παρά το κέντρο μιας ευρύτερης δομής, καθώς περιβάλλονται από μια μεγάλη ζώνη αόρατης σκοτεινής ύλης που τους συγκρατεί για να μη διαλυθούν, καθώς περιστρέφονται. Από μια άποψη, η σκοτεινή ύλη είναι ένα είδος "σκαλωσιάς" πάνω στην οποία "τακτοποιείται" η ορατή ύλη.

Σκοτεινή ενέργεια, χορδές και μαύρες τρύπες

Τα πράγματα όμως είναι πιο ακατανόητα σε σχέση με τη σκοτεινή ενέργεια. Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία, η ενέργεια αυτή πρέπει να υπάρχει γιατί οι μετρήσεις που συγκρίνουν την αναμενόμενη φωτεινότητα των αρχαίων σούπερ-νόβα (υπερκαινοφανών υπέρλαμπρων αστέρων) με αυτήν που πραγματικά συλλαμβάνουν τα τηλεσκόπια, υποδεικνύουν ότι κάτι σπρώχνει τα πάντα στο σύμπαν να απομακρυνθούν με ταχύτητα μεγαλύτερη από την εκτιμώμενη ταχύτητα επέκτασης του διαστήματος μετά τη "Μεγάλη Έκρηξη" (το "Μπιγκ-Μπανγκ" που έδωσε την εναρκτήρια ώθηση στο σύμπαν). Αυτό το "κάτι" πρέπει να είναι μια μορφή ενέργειας και οι υπολογισμοί δείχνουν ότι κάθε άλλο παρά αμελητέο είναι, αφού συνιστά το 74% του σύμπαντος. Κανείς όμως δεν ξέρει από τι αποτελείται αυτή η ενέργεια, αν και ελπίζεται ότι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς ίσως ρίξει κάποιο φως στη φύση της.

Ένα άλλο μυστήριο, το οποίο ο LHC μπορεί να λύσει, είναι η αληθινή φύση της λεγόμενης "θεωρίας του παντός", που η Φυσική προσδοκά κάποτε να αναπτύξει. Μέχρι πρόσφατα υπήρχε συναίνεση των φυσικών ότι θα επρόκειτο για μια μορφή της "θεωρίας των χορδών", η οποία, μεταξύ άλλων, υποστηρίζει ότι το σύμπαν έχει, ούτε λίγο ούτε πολύ, 11 διαστάσεις. Στη θεωρία αυτή τα σωματίδια γίνονται αντιληπτά ως δονούμενες πολυδιάστατες "χορδές". Ο τρόπος δόνησής τους καθορίζει και τη φύση κάθε σωματιδίου.

Εσχάτως όμως η θεωρία των χορδών έχει βρει έναν ανταγωνιστή στο πρόσωπο της θεωρίας της "κβαντικής βαρύτητας βρόχων" (loop quantum gravity), η οποία υποστηρίζει ότι τα σωματίδια δεν είναι ξεχωριστά από το χώρο και το χρόνο, αλλά μάλλον ο χώρος και ο χρόνος αποτελούνται από "λωρίδες" σε σχήμα θηλιάς (βρόχου), οι οποίες, όταν διαπλέκονται με ορισμένους τρόπους, γίνονται αντιληπτές ως σωματίδια.

Τέλος, ο LHC της Γενεύης δεν αποκλείεται να κάνει το θαύμα του και να δημιουργήσει μικρές "μαύρες τρύπες", οι οποίες πάντως δεν πρόκειται να καταπιούν τη Γη - όπως καθησύχασαν οι επιστήμονες τους ανησυχούντες! Απλώς δεν θα διαρκέσουν τόσο πολύ, ώστε να καταφέρουν κάτι τέτοιο. Αυτό που αναμένεται να συμβεί, είναι να διαλυθούν γρήγορα στη λεγόμενη "ακτινοβολία Χόκινγκ", μια θεωρία του διάσημου φυσικού, που αν όντως επιβεβαιωθεί από τα πειράματα του LHC, θα του δώσει πιθανότατα το επόμενο βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

AΠΕ-ΜΠΕ, Reuters, Γαλλικό Πρακτορείο

Οι επιστήμονες κατόρθωσαν να επιδιορθώσουν «μικρά ηλεκτρικά προβλήματα» και η έναρξη του «πειράματος του αιώνα» θα γίνει στις 10:30 (ώρα Ελλάδος), όπως ήταν εξαρχής προγραμματισμένο. Δεν δόθηκαν περισσότερες πληροφορίες για τη φύση των εν λόγω προβλημάτων.

Σε λειτουργία ετέθη στις 10:30 (ώρα Ελλάδος) ο γιγαντιαίος επιταχυντής στο Ευρωπαϊκό Οργανισμό Ερευνας Στοιχειωδών Σωματιδίων (CERN), γεγονός το οποίο σηματοδοτεί την έναρξη του μεγαλύτερου πειράματος στην ιστορία της ανθρωπότητας.

Όπως έγινε γνωστό νωρίτερα, κατά τη διάρκεια της νύχτας προέκυψαν «μικρά ηλεκτρικά προβλήματα», τα οποία ωστόσο γρήγορα επιδιορθώθηκαν και δεν στάθηκαν ικανά να καθυστερήσουν την έναρξη του πειράματος. Δεν δόθηκαν περισσότερες πληροφορίες για τη φύση των εν λόγω προβλημάτων.

Η πρώτη δουλειά του επιταχυντή είναι να στείλει μία δέσμη σωματιδίων προς μια κατεύθυνση γύρω από την περίμετρό του μήκους 27 χλμ και στη συνέχεια μία ακόμη στην αντίθετη κατεύθυνση.

«Ελπίδα μεγάλων αποκαλύψεων»

«Υπάρχουν ανάμεικτα συναισθήματα. Η ικανοποίηση της ολοκλήρωσης ενός τεράστιου έργου και η ελπίδα μεγάλων αποκαλύψεων στο μέλλον», δήλωσε ο γενικός διευθυντής του CERN Robert Aymar.

Το πρώτο τεστ συγχρονισμού των επιμέρους τμημάτων του Επιταχυντή έγινε στις 9 Αυγούστου 2008 και ακολούθησαν και άλλα τις επόμενες εβδομάδες. Η πρώτη ακτίνα σωματιδίων που θα κυκλοφορήσει θα έχει αρχική ενέργεια 450 GeV ή 0,45 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV). Στο εσωτερικό του επιταχυντή, όπου η θερμοκρασία έχει πλέον πέσει μόλις στους 1,9 βαθμούς Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν (-271 βαθμοί), δηλαδή χαμηλότερα και από τη θερμοκρασία στο εξώτερο διάστημα, θα αρχίσουν να εκπέμπονται οι πρώτες ακτίνες σωματιδίων, να κυκλοφορούν και να συγκρούονται τα πρώτα πρωτόνια, με ενέργεια επτά φορές μεγαλύτερη από οποιαδήποτε άλλη φορά στο παρελθόν.

Μέσα στο 2008 οι ακτίνες που θα κυκλοφορούν εντός του LHC, θα έχουν σταθεροποιηθεί, οπότε πλέον η ισχύς των σωματιδίων προβλέπεται να έχει αυξηθεί μέχρι τα 5 TeV. Όταν θα αρχίσει η ολοκληρωμένη φάση λειτουργίας του, πιθανότατα το 2010, η ενέργεια σύγκρουσης των σωματιδίων θα ξεπεράσει κατά 30 περίπου φορές οποιαδήποτε άλλη στο παρελθόν.

Σύμφωνα με ανάλυση του Economist, πρόκειται για το μεγαλύτερο -και πολυαναμενόμενο από την επιστημονική κοινότητα- βήμα στη σωματιδιακή φυσική εδώ και ένα τέταρτο του αιώνα. Η τελευταία μεγάλη ανακάλυψη στη φυσική των υποατομικών σωματιδίων ήταν η εύρεση των λεγόμενων μποσονίων W και Ζ το 1983.

Καλώς εχόντων των πραγμάτων, εκτός και οι κυρίαρχες θεωρίες αποδειχτούν τελικά λανθασμένες, η επόμενη μεγάλη στιγμή θα είναι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς, μιας -προς το παρόν- θεωρητικής κατασκευής που απαιτείται για να προσδίδει μάζα στα άλλα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη. Λογικά, χάρη στον LHC, η ανακάλυψή του θα γίνει γρήγορα - αν όχι, τότε οι φυσικοί θα βρεθούν σε μεγάλη αμηχανία...

Στην πραγματικότητα οι φυσικοί δεν επένδυσαν τόσα χρήματα στο "τέρας" της Γενεύης, για να βρουν απλώς ένα σωματίδιο που, ούτως ή άλλως, προβλέπουν οι εξισώσεις τους. Αυτό που ελπίζουν, είναι να εισέλθουν σε μια άγνωστη επικράτεια της ύλης. Μέχρι στιγμής το κυρίαρχο θεωρητικό μοντέλο (το λεγόμενο "Βασικό Μοντέλο") περιλαμβάνει 16 ανακαλυφθέντα υποατομικά σωματίδια με γνωστά ονόματα (ηλεκτρόνια, φωτόνια) ή πιο εξωτικά (μουόνια, γκλουόνια κ.α.) κι ένα 17ο στοιχείο του οποίου εκκρεμεί η επιβεβαίωση (το μποσόνιο Χιγκς).

Σε αναζήτηση των σωματιδίων της βαρύτητας και της υπερσυμμετρίας

Τα γκλουόνια παρέχουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη, τα μποσόνια W και Ζ την ασθενή πυρηνική δύναμη, ενώ τα φωτόνια την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Δυστυχώς στο κυρίαρχο μοντέλο δεν υπάρχει θέση για τη βαρύτητα, γιατί δεν έχει βρεθεί ακόμα το ανάλογο σωματίδιο. Ένα από τα σημαντικότερα πράγματα που ο LHC θα ψάξει, μετά το μποσόνιο του Χιγκς, θα είναι μήπως καταφέρει να βρει το συνεχώς διαφεύγον "βαρυτόνιο" ή "γκραβιτόνιο" (graviton), το οποίο - εκτός και οι φυσικοί έχουν πέσει τελείως έξω - υποτίθεται ότι μεταφέρει τη δύναμη της βαρύτητας με τον ίδιο τρόπο που τα υπόλοιπα υποατομικά σωματίδια είναι φορείς των υπόλοιπων δυνάμεων (πυρηνικής, ηλεκτρομαγνητικής).

Αν όντως βρεθεί το βαρυτόνιο, θα είναι μια ιστορική στιγμή στην επιστήμη, γιατί επιτέλους θα γεφυρωθεί το χρόνιο και οδυνηρό χάσμα στη φυσική ανάμεσα στις δύο κυρίαρχες θεωρίες της: την κβαντομηχανική (που περιγράφει τον κόσμο των ηλεκτρονίων, κβάντων κλπ. και η οποία οδήγησε στο "Βασικό Μοντέλο") και τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν (που ουσιαστικά είναι η θεωρία της βαρύτητας σε σχέση με τη μεταβολή του χωρoχρ;oνου).

Μια άλλη σημαντική συνεισφορά του LHC, που θα φώτιζε περαιτέρω την επικράτεια του αγνώστου, θα ήταν η τυχόν ανακάλυψη των σωματιδίων που αποκαλούνται νετραλίνα (neutralinos), κάτι που θα επιβεβαίωνε την ισχύ της -υποθετικής προς το παρόν- θεωρίας της υπερσυμμετρίας. Σύμφωνα με αυτήν, όλα τα σωματίδια του "Βασικού Μοντέλου" έχουν ένα -μη ανακαλυφθέντα ακόμα- "σύντροφο", που βοηθά ώστε να εξισορροπεί τις ιδιότητές τους με μαθηματικά αρμονικό τρόπο. Αν και η υπερσυμμετρία διπλασιάζει τα σωματίδια (κάνοντας έτσι το σύμπαν πιο πολύπλοκο), αρέσει σε πολλούς φυσικούς, γιατί θεωρούν ότι τελικά απλουστεύει τα πράγματα με τις μαθηματικές συμμετρίες που εισάγει.

Μερικά από τα προτεινόμενα υπερσυμμετρικά σωματίδια προβλέπεται να είναι βαριά και με βραχύβια ζωή. Όμως άλλα νετραλίνα πιστεύεται ότι "ζουν" απεριόριστα. Ένα νετραλίνο -που δεν είναι ακριβώς ένα "κατοπτρικό" σωματίδιο σε σχέση με ένα σωματίδιο του "Βασικού Μοντέλου", αλλά ένα μίγμα από αρκετά συμμετρικά σωματίδια- έχει μια κρίσιμη ιδιότητα: είναι σκοτεινό.

Αν ληφθεί υπόψη ότι η ορατή ύλη (που βλέπουμε με τα διάφορα τηλεσκόπια) υπολογίζεται ότι είναι μόλις το 4% του σύμπαντος και ότι το 22% αποτελείται από "σκοτεινή ύλη" (που ανιχνεύεται λόγω των βαρυτικών επιδράσεών της, αλλά είναι αόρατη) και το υπόλοιπο 74% (δηλαδή τα τρία τέταρτα!) από την ακόμα πιο μυστηριώδη και επίσης αόρατη "σκοτεινή ενέργεια" (που τεκμαίρεται από την παρατηρούμενη συνεχή διεύρυνση του σύμπαντος, η οποία υπερ-αντισταθμίζει την αντίθετη δύναμη της βαρύτητας), τότε γίνεται αντιληπτή η σημασία της τυχόν ανακάλυψης ενός "σκοτεινού" σωματιδίου.

Πολλοί φυσικοί υποπτεύονται ότι πολλή -αν όχι όλη- η σκοτεινή ύλη αποτελείται από νετραλίνα. Θα ήταν ευκολότερο να βεβαιωθούν γι΄ αυτό, αν πρώτα επιβεβαίωναν ότι όντως υπάρχουν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια κι αν επιπλέον ήξεραν κάτι περισσότερο για τις πραγματικές ιδιότητές τους, αντί να περιορίζονται, όπως τώρα, σε μαθηματικές υποθέσεις. Αν ο LHC βοηθήσει επ΄ αυτού, η συνεισφορά του θα είναι καθοριστική για την κατανόηση του σύμπαντος.

Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία -που χρειάζεται επιβεβαίωση- οι γαλαξίες που βλέπουμε με τα τηλεσκόπια (τα άστρα και τα αέρια), δεν είναι παρά το κέντρο μιας ευρύτερης δομής, καθώς περιβάλλονται από μια μεγάλη ζώνη αόρατης σκοτεινής ύλης που τους συγκρατεί για να μη διαλυθούν, καθώς περιστρέφονται. Από μια άποψη, η σκοτεινή ύλη είναι ένα είδος "σκαλωσιάς" πάνω στην οποία "τακτοποιείται" η ορατή ύλη.

Σκοτεινή ενέργεια, χορδές και μαύρες τρύπες

Τα πράγματα όμως είναι πιο ακατανόητα σε σχέση με τη σκοτεινή ενέργεια. Σύμφωνα με την κυρίαρχη θεωρία, η ενέργεια αυτή πρέπει να υπάρχει γιατί οι μετρήσεις που συγκρίνουν την αναμενόμενη φωτεινότητα των αρχαίων σούπερ-νόβα (υπερκαινοφανών υπέρλαμπρων αστέρων) με αυτήν που πραγματικά συλλαμβάνουν τα τηλεσκόπια, υποδεικνύουν ότι κάτι σπρώχνει τα πάντα στο σύμπαν να απομακρυνθούν με ταχύτητα μεγαλύτερη από την εκτιμώμενη ταχύτητα επέκτασης του διαστήματος μετά τη "Μεγάλη Έκρηξη" (το "Μπιγκ-Μπανγκ" που έδωσε την εναρκτήρια ώθηση στο σύμπαν). Αυτό το "κάτι" πρέπει να είναι μια μορφή ενέργειας και οι υπολογισμοί δείχνουν ότι κάθε άλλο παρά αμελητέο είναι, αφού συνιστά το 74% του σύμπαντος. Κανείς όμως δεν ξέρει από τι αποτελείται αυτή η ενέργεια, αν και ελπίζεται ότι η ανακάλυψη του μποσονίου του Χιγκς ίσως ρίξει κάποιο φως στη φύση της.

Ένα άλλο μυστήριο, το οποίο ο LHC μπορεί να λύσει, είναι η αληθινή φύση της λεγόμενης "θεωρίας του παντός", που η Φυσική προσδοκά κάποτε να αναπτύξει. Μέχρι πρόσφατα υπήρχε συναίνεση των φυσικών ότι θα επρόκειτο για μια μορφή της "θεωρίας των χορδών", η οποία, μεταξύ άλλων, υποστηρίζει ότι το σύμπαν έχει, ούτε λίγο ούτε πολύ, 11 διαστάσεις. Στη θεωρία αυτή τα σωματίδια γίνονται αντιληπτά ως δονούμενες πολυδιάστατες "χορδές". Ο τρόπος δόνησής τους καθορίζει και τη φύση κάθε σωματιδίου.

Εσχάτως όμως η θεωρία των χορδών έχει βρει έναν ανταγωνιστή στο πρόσωπο της θεωρίας της "κβαντικής βαρύτητας βρόχων" (loop quantum gravity), η οποία υποστηρίζει ότι τα σωματίδια δεν είναι ξεχωριστά από το χώρο και το χρόνο, αλλά μάλλον ο χώρος και ο χρόνος αποτελούνται από "λωρίδες" σε σχήμα θηλιάς (βρόχου), οι οποίες, όταν διαπλέκονται με ορισμένους τρόπους, γίνονται αντιληπτές ως σωματίδια.

Τέλος, ο LHC της Γενεύης δεν αποκλείεται να κάνει το θαύμα του και να δημιουργήσει μικρές "μαύρες τρύπες", οι οποίες πάντως δεν πρόκειται να καταπιούν τη Γη - όπως καθησύχασαν οι επιστήμονες τους ανησυχούντες! Απλώς δεν θα διαρκέσουν τόσο πολύ, ώστε να καταφέρουν κάτι τέτοιο. Αυτό που αναμένεται να συμβεί, είναι να διαλυθούν γρήγορα στη λεγόμενη "ακτινοβολία Χόκινγκ", μια θεωρία του διάσημου φυσικού, που αν όντως επιβεβαιωθεί από τα πειράματα του LHC, θα του δώσει πιθανότατα το επόμενο βραβείο Νόμπελ Φυσικής.

AΠΕ-ΜΠΕ, Reuters, Γαλλικό Πρακτορείο

Με τη συμβολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) σε ένα από τα μεγαλύτερα και σημαντικότερα επιστημονικά εγχειρήματα του αιώνα μας, άρχισε σήμερα η «ζωή» του Μεγάλου Συγκρουστήρα Αδρονίων στο Διεθνές Εργαστήριο Πυρηνικών Ερευνών CERN, στη Γενεύη.

Το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (AΠΘ), μέσω της ερευνητικής ομάδας του Τομέα Πυρηνικής Φυσικής και Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων, συμμετέχει από το 1995, στο μεγαλύτερο σε όγκο πείραμα ATLAS.

Το πείραμα ATLAS μαζί με το εξίσου πολύπλοκο πείραμα CMS, θα προσπαθήσουν να απαντήσουν σε σημαντικά ερωτήματα όπως: Γιατί τα σωματίδια έχουν μάζα; Υπάρχει το σωματίδιο Higgs που φέρεται να είναι υπεύθυνο για τις μάζες των σωματιδίων; Τι είναι η σκοτεινή ύλη; Υπάρχουν άλλες δυνάμεις στη φύση; Πως εξαφανίστηκε η αντϋλη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη του Σύμπαντος;

Συγκεκριμένα, η ομάδα του Α.Π.Θ., με υπεύθυνη την Αν. Καθηγήτρια του Τμήματος Φυσικής, Χαρά Πετρίδου, έχει κατασκευάσει στο Εργαστήριο Κατασκευής και Ελέγχου Ανιχνευτών Ακτινοβολίας του Α.Π.Θ. ένα σημαντικό μέρος –το 10%- του Μιονικού Φασματομέτρου του ATLAS, το οποίο καλύπτει συνολικά μία επιφάνεια 5600m2 και αποτελεί την ‘καρδιά’ στην αναζήτηση του σωματιδίου Ηiggs καθώς και στην αναζήτηση ‘Νέας Φυσικής’. Συνολικά εργάστηκαν πάνω από 40 προπτυχιακοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές, υποψήφιοι διδάκτορες, νέοι ερευνητές και τεχνικοί, τα τελευταία δέκα χρόνια για την ολοκλήρωση αυτού του έργου.

Όπως επισημαίνεται σε ανακοίνωση του Πανεπιστημίου, σήμερα η ομάδα του Α.Π.Θ. παίζει κεντρικό ρόλο στην ανάλυση των δεδομένων και την κατανόηση των αποτελεσμάτων του πειράματος ATLAS και οι νέοι της υποψήφιοι διδάκτορες και μεταδιδακτορικοί ερευνητές, που αποτελούν τον κορμό της, θα είναι οι κύριοι πρωτεργάτες των μελλοντικών ανακαλύψεων και οι συνεχιστές της πρωτοποριακής αυτής έρευνας για την κατανόηση των Νόμων της Φύσης.

Να σημειωθεί ότι πριν είκοσι χρόνια ξεκίνησε ο σχεδιασμός του επιταχυντή πρωτονίων (αδρονίων), Large Hadron Collider, με στόχο τη διείσδυση στην ύλη, τον εντοπισμό των στοιχειωδών συστατικών της, την κατανόηση των δυνάμεων που ανταλλάσουν μεταξύ τους και τους νόμους που τις διέπουν.

Το υπόγειο συγκρότημα του μήκους 27km κυκλικού επιταχυντή και των τεσσάρων πειραμάτων που έχουν εγκατασταθεί σ’ αυτόν, έχει πλέον ολοκληρωθεί και σήμερα οι πειραματικές εγκαταστάσεις είναι έτοιμες να αποκωδικοποιήσουν τα πρώτα αποτελέσματα των συγκρούσεων μεταξύ των πρωτονίων σε ενέργειες επτά φορές μεγαλύτερες από ό,τι σε προηγούμενους επιταχυντές. Η ενέργεια σε κάθε σύγκρουση των δεσμών πρωτονίων στον επιταχυντή, σ’ έναν απειροελάχιστο χώρο με επιφάνεια δέκα φορές μικρότερης του πάχους μιας τρίχας, θα υπερβαίνει κατά 100.000 φορές τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του Ήλιου. Κατ’ αυτή την έννοια, η ενέργεια σε κάθε σύγκρουση πλησιάζει αυτή του θερμού Σύμπαντος, αμέσως μετά τις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του. Η μεγάλη συχνότητα των συγκρούσεων, υπολογίζονται πάνω από 600 εκατομμύρια συγκρούσεις το δευτερόλεπτο, θα δώσουν τη δυνατότητα να αναγνωρίσουμε και να ανακαλύψουμε και τα πλέον σπάνια σωματίδια που μπορούν να δημιουργηθούν από τη μετατροπή της ενέργειας αυτής σε ύλη.