CERN

(του Υποστρατήγου ε. α  K.  Χ. Κωνσταντινίδη)

Η στήλη αυτή στην προσπάθεια της να ξεφύγει από την Ελληνική πολιτική μιζέρια , παρουσιάζει το «πείραμα του αιώνος « , που  πραγματοποιείται  αυτές τις μέρες στον Ευρωπαϊκό  Οργανισμό για την Πυρηνική Έρευνα (CERN) και θα  δώσει απαντήσεις στα βασικά ερωτηματικά που απασχολούν την επιστήμη της Φυσικής και της Κοσμολογίας.   Στο CERN έχουν στήσει τον μεγαλύτερο επιταχυντή πρωτονίων στον κόσμο (LHC) και αναμένουν τον προσεχή Μάιο για να: « δουν την αναπαράσταση της Μεγάλης Έκρηξης, σωματίδια να κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός, να παράγεται αντι-ύλη, την πιθανή δημιουργία μίνι μαύρων οπών, την ανακάλυψη άγνωστων μέχρι σήμερα σωματιδίων, όπως του σωματιδίου Higgs   και των υπερσυνεργατών (superpartners) των γνωστών σωματιδίων, την παρουσία νέων κρυμμένων διαστάσεων του σύμπαντος, την επιβεβαίωση της θεωρίας των υπερχορδών, ποιές είναι οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των βασικών σωματιδίων της ύλης και βάσει ποιων μηχανισμών προέκυψε η πληθώρα των δομών που υπάρχουν σήμερα στο σύμπαν» …κάτι σαν ένα μεγάλο  ταξίδι στο παρελθόν που θα μας ανοίξει όμως διάπλατα τις πόρτες στην Γνώση για ταχύτερη πρόοδο στο μέλλον

 

Αν αυτό δεν είναι άκρως συναρπαστικό, ίσως η σκέψη ότι μπορεί να διαβάσουμε την συνταγή της κοσμικής σούπας αποτελέσει το αλατοπίπερο για το μέλλον και την πρόοδο του ανθρώπινου γένους.

Τα Καυτά Ερωτήματα του Σύμπαντος :

 1/ Η Δομή της Ύλης και η Δημιουργία του Σύμπαντος

 Ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων (LHC) μήκους 27 χλμ   θα δώσει   κομβικές απαντήσεις για την φυσική των σωματιδίων.  Η τρομερή ενέργεια που επιτυγχάνει επιταχυντής αυτός  δυνατόν να  δώσει   μερικά   ανέλπιστα αποτελέσματα , που ως τώρα κανείς δεν έχει υποψιασθεί. Για τις τελευταίες λίγες δεκαετίες οι φυσικοί  μπόρεσαν αφ' ενός να ερευνήσουν και περιγράψουν λεπτομερώς τα βασικά σωματίδια της ύλης τα οποία συνιστούν το Σύμπαν και αφ' ετέρου έδωσαν τις αντιδράσεις μεταξύ τούτων. Αυτή περιγράφεται  ως θεωρία  «Βασικού Μοντέλου»(Standard Model)  Όμως αυτό παρουσιάζει ορισμένα κενά που ακόμη δεν έχουν εξηγηθεί αλλά και ορισμένες αντιφάσεις που πρέπει να διευκρινισθούν.

2/ Τα Σωματίδια Higgs

Τι είναι μάζα; Βέβαια ο Νεύτων μας έδωσε τον πρώτο ορισμό, αλλά δεν εισήλθε στο εσωτερικό της μάζας . Σήμερα υποψιάζονται ότι μάζα και ύλη  δεν είναι τίποτα άλλο από μια περιδίνηση και συμπύκνωση σωματιδίων κάτω από ορισμένες καταστάσεις. Η πιο πιθανή εξήγηση πιθανόν να ευρεθεί στο «σωματίδιο Higgs», όπως ονομάζεται από τον Άγγλο φυσικό που το ανακάλυψε το 1964.  Θεωρητικά   μένει τώρα η πειραματική του απόδειξη για να εργασθεί και να θεωρηθεί αξιόπιστη η θεωρία του «Βασικού Μοντέλου» . Τα σχετικά πειράματα  ATLAS και  CMS ενδέχεται να ανακαλύψουν αυτά τα αθέατα σωματίδια.

3/ Η Αθέατη Σκοτεινή Υλη και Ενέργεια

Από τι αποτελείται το 94% του Σύμπαντος; Το ερώτημα τούτο παραμένει ακόμη αναπάντητο καθώς η ύλη(από το μικροσκοπικό μυρμήγκι ως τους γαλαξίες  )  αποτελεί μόνον το 4% της ύλης του Σύμπαντος. Που βρίσκεται  η  υπόλοιπη Υλη και Ενέργεια; Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το υπόλοιπο ποσόν βρίσκεται στην σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια και δεν φαίνεται. Με τα πειράματα στο CERN ίσως  δοθούν    απαντήσεις  επ' αυτού.

4/ Το Πρόβλημα της Αντιύλης 

Γιατί η Φύση   ευνόησε  τόσο πολύ την Υλη σε βάρος  της Αντιύλης; Τυγχάνει γνωστόν ότι κάθε σωμάτιο ύλης έχει και το σωμάτιο της αντιύλης . Τα ηλεκτρικά φορτία της ύλης και αντιύλης εξουδετερώνονται αλλήλων , επειδή είναι αντίθετα. Η αμοιβαία εξουδετέρωση τούτων  μετατρέπεται σε ενέργεια . Όμως για να δημιουργηθεί το Σύμπαν της Ύλης θα έπρεπε να παραμείνει από την διαδικασία αυτή ένα έστω μικρό μέρος της Ύλης, που δεν εξουδετερώθηκε από την αντιύλη και δημιούργησε τον υλικό μας κόσμο . Γιατί συνέβη αυτή η προτίμηση της φύσεως για την Υλη σε βάρος της Αντιύλης; Το ερώτημα μένει ανεξήγητο και ίσως εξηγηθεί με το παρόν πείραμα και μας δώσει περισσότερα χαρακτηριστικά της αντιύλης και την ανισορροπία  της έναντι της ύλης .

5/ Τα Μυστικά της Μεγάλης Έκρηξης

Πως ήτο η Υλη στα πρώτα στάδια της δημιουργίας του Σύμπαντος; Διότι ασφαλώς τα πρώτα κλάσματα του μικροδευτερολέπτου δεν είχαν ακόμη σχηματισθεί τα άτομα με τα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια και  τα  κουάρκ και γκλούον , που θεωρούνται τα δομικά συστατικά σωματίδια της ύλης.  Η πρώτη θερμή σούπα της Ύλης αποτελείτο από εξαιρετικά θερμά και πυκνά κουάρκ και γκλούον  αναμεμειγμένα σε ένα πλάσμα. Ο επιταχυντής του CERN ίσως μας δώσει τις απαντήσεις επ' αυτού .

6/ Οι Κρυμμένοι Κόσμοι

Έχει πράγματι το Σύμπαν περισσότερες των τριών διαστάσεων;  Ο Αϊνστάιν πέραν των τριών διαστάσεων εισήγαγε και τον Χρόνο σαν 4η  διάσταση. Άλλοι ανεβάζουν τις διαστάσεις του σύμπαντος σε περισσότερες  και μερικοί ομιλούν για έντεκα διαστάσεις. Ενδέχεται και σ' αυτό το ερώτημα να δοθεί κάποια εξήγηση .

Συμπεράσματα  : 

α/ Θα διαψευθούν οι αντι-επιστήμονικοί και θεοκρατικοί κύκλοι που διαδίδουν φοβία για πιθανή καταστροφή, μαύρες τρύπες και Δευτέρα Παρουσία , με την σύγκρουση της ύλης και αντιύλης και την διάσπαση κάποιου φωτονίου κλπ

β/ Η τωρινή βασική έρευνα θα δώσει στην   επιστήμη και στην τεχνολογία μακροπρόθεσμη  δυνατότητα ραγδαίας προόδου  και θα ανοίξει λεωφόρους για νέες πρωτόγνωρες  ανακαλύψεις που θα σημαδεύσουν το μέλλον της ανθρωπότητος. Αρκεί να μην τις χρησιμοποιήσουν για το κακό της ανθρωπότητος  και  για  πολεμικούς σκοπούς.

γ/ Ήδη τα πρώτα πειράματα σήμερον την 10-9-2008 ήσαν λίαν επιτυχή. Όμως τα πρώτα συμπεράσματα θα τα έχουμε στο τέλος του έτους  και τα οριστικά τον προσεχή Μάιο.

Χρονολογίες – σταθμοί στην ιστορία του CERN

Reuters

1954: Ιδρύεται το CERN. Πρόκειται για μία από τις πρώτες ευρωπαϊκές επιστημονικές κοινοπραξίες, με στόχο την κατανομή των εξόδων που απαιτούσαν οι εγκαταστάσεις. Τα ιδρυτικά μέλη είναι το Βέλγιο, η Βρετανία, η Δανία, η Γαλλία, η Γερμανία, η Ελλάδα, η Ιταλία, η Ολλανδία, η Νορβηγία, η Σουηδία, η Ελβετία και η Γιουγκοσλαβία.

1957: Κατασκευάζεται ο πρώτος επιταχυντής του CΕRN, ο οποίος παρέχει τις απαραίτητες δέσμες για τη μελέτη της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων και της πυρηνικής φυσικής. Χρησιμοποιήθηκε για έρευνες σε αστροφυσική και ιατρική φυσική. Αργότερα εξελίχθηκε στο «Σύγχροτρον», έναν επιταχυντή πρωτονίων. Το πρώτο πείραμα έγινε τον Νοέμβριο του 1959.

1968: O επιστήμονας του CERN Ζορζ Σαρπάκ δημιουργεί μία συσκευή που μετρά σωματίδια με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι κάθε προηγούμενο όργανο.

1971: Για πρώτη φορά «παράγονται» συγκρούσεις πρωτονίων με πρωτόνια. Το πείραμα είναι πρόδρομος των σημερινών ανάλογων προγραμμάτων του CΕRN.

1973: To CERN ανακοινώνει την πραγματοποίηση πειράματος, το οποίο υποδεικνύει την ύπαρξη «ουδέτερων ρευμάτων», κάτι ιδιαίτερης σημασίας για την κατανόηση των σωματιδίων ύλης και του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν.

1976: Κατασκευάζεται το «Yπερ Σύγχροτρον Πρωτονίων» που παρέχει δέσμες για τα μεγάλα πειράματα που πραγματοποιούνται στο CERN. Οι επιστήμονες χρησιμοποιώντας το, το 1983, ανακάλυψαν δύο φορτισμένα σωματίδια, το W και το ουδέτερο Ζ.

1989: Κατασκευάζεται ο μεγαλύτερος επιταχυντής ηλεκτρονίων – πρωτονίων με μήκος 27 χλμ. Η εκσκαφή της σήραγγας ήταν το μεγαλύτερο έργο πολιτικών μηχανικών που έγινε ποτέ στην Ευρώπη, πριν από τη σήραγγα της Μάγχης. Τα πειράματα απέδειξαν ότι υπάρχουν τρεις γενιές σωματιδίων ύλης. Η λειτουργία του σταματά το 2000 για να δώσει τη θέση του στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων.

1990: Ο επιστήμoνας του CERN Τιμ Μπέρνερς – Λι ανακαλύπτει τον Παγκόσμιο Ιστό στην προσπάθειά του να ικανοποιήσει τις ανάγκες ανταλλαγής στοιχείων μεταξύ επιστημόνων.

1994: Το CΕRN εγκρίνει την κατασκευή του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, του μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων που κατασκευάστηκε ποτέ. Οταν λειτουργεί με πλήρη ισχύ, τρισεκατομμύρια πρωτόνια κινούνται μέσα στον δακτύλιο με ταχύτητα 99,99% της ταχύτητας του φωτός.

1995: Η ομάδα του CERN στις εγκαταστάσεις Lbow Energy Antiproton Ring δημιουργεί άτομα αντι-υδρογόνου. Είναι η πρώτη φορά που σωματίδια αντιύλης σχηματίζουν ολοκληρωμένα άτομα, βοηθώντας στην ερμηνεία της ασυμμετρίας μεταξύ ύλης – αντιύλης στο σύμπαν.

2002: Δύο πειράματα του CERN δημιουργούν και αιχμαλωτίζουν χιλιάδες άτομα αντιύλης σε «ψυχρή» κατάσταση, γεγονός που σημαίνει ότι κινούνται αργά και μπορούν να υπάρχουν επί αρκετό χρόνο, ώστε να μελετηθούν προτού εξαφανιστούν.

2008: Τίθεται σε λειτουργία ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων. Με τα πειράματα που θα πραγματοποιηθούν πρόκειται να απαντηθούν ερωτήματα όπως τι δίνει στην ύλη τη μάζα της, γιατί η Φύση «προτιμά» την ύλη από την αντιύλη και με ποιο τρόπο αυτή εξελίχθηκε τις πρώτες στιγμές μετά τη γέννηση του σύμπαντος.