Τον τελευταίο μήνα όλοι θα έχουμε ακούσει για το πείραμα που λαμβάνει χώρα στην Ελβετία και τη Γαλλία, στο μεγαλύτερο εργαστήριο έρευνας φυσικής του πλανήτη, γνωστό ως CERN. O καθηγητής φυσικής του σχολείου μας, Δρ. Γιώργος Πανταζής, που φέτος το καλοκαίρι επισκέφτηκε το CERN, είχε την ευκαιρία να δει από κοντά τον τεράστιο επιταχυντή και τους ανιχνευτές για τους οποίους γίνεται τόσο λόγος και έγραψε το παρακάτω άρθρο, δίνοντάς μας έτσι πολύ σημαντικές πληροφορίες για το CERN "από πρώτο χέρι" και εξηγώντας μας τι σημαίνει και ποιο σκοπό έχει τελικά αυτό το πείραμα.
To CERN Ιδρύθηκε το 1954 από 12 ιδρυτικά κράτη μέλη μεταξύ των οποίων και η ΕΛΛΑΔΑ. Βρίσκεται στην Ελβετία, στην τοποθεσία Meyrin, λίγα χιλιόμετρα από τη Γενεύη ενώ ένα μεγάλο τμήμα του τούνελ του επιταχυντή και αρκετές εγκαταστάσεις βρίσκονται στη Γαλλία.
Σήμερα συμμετέχουν 20 Κράτη-Μέλη (της Ευρώπης), ενώ ως παρατηρητές ή συνεργαζόμενα κράτη συμμετέχουν σχεδόν όλα τα κράτη του πλανήτη εκτός των περισσότερων αφρικανικών. Με το CERN συνεργάζονται περισσότεροι από 9000 ερευνητές από όλο τον κόσμο είτε με φυσική παρουσία στο χώρο των ερευνών είτε από απόσταση. Ο ετήσιος προϋπολογισμός του είναι περίπου 660 εκ.€.
Το CERN είναι σήμερα το μεγαλύτερο εργαστήριο έρευνας στη φυσική στον πλανήτη σε όλα τα επίπεδα, του προσωπικού, των εγκαταστάσεων της πρωτοπορίας στην έρευνα.
• 2415 προσωπικό
• 730 υπότροφοι και πρόσεδρα μέλη
• 9133 επιστημονικοί συνεργάτες
• Κράτη - Μέλη: Αυστρία, Βέλγιο, Βουλγαρία, Γαλλία, Γερμανία, Δανία, Ελβετία, Ελλάδα, Ηνωμένο Βασίλειο, Ισπανία, Ιταλία, Νορβηγία, Ολλανδία, Ουγγαρία, Πολωνία, Πορτογαλία, Σλοβακία, Σουηδία, Τσεχία, Φινλανδία
Τα τελευταία χρόνια προετοιμάζεται στο CERN το μεγαλύτερο πείραμα φυσικής που έχει πραγματοποιηθεί στον πλανήτη. Το πείραμα σύγκρουσης πρωτονίων.
Κυριότερα ερωτήματα που ίσως απαντηθούν μέσω του πειράματος είναι:
- Ποια είναι η προέλευση της μάζας ;
- Γιατί δεν υπάρχει ισοδύναμη αντι-ύλη;
- Τι είναι η αθέατη ή σκοτεινή ύλη;
- Ενώνονται όλες οι δυνάμεις μαζί;
- Υπάρχει υπερσυμμετρία;
- Υπάρχουν άλλα είδη δυνάμεων;
- Υπάρχει το μποζόνιο Higgs;
Πως ήταν η βρεφική ηλικία του σύμπαντος;
Το πείραμα
Για τη διεξαγωγή του πειράματος κατασκευάστηκαν τρεις τεράστιες , κυριολεκτικά και τεχνολογικά κατασκευές. Ο μεγάλος αδρονικός επιταχυντής- συγκρουστής LHC , οι ανιχνευτές ATLAS και CMS.
Ο Μεγάλος επιταχυντής Ανδρόνικος LHC
Ο επιταχυντής LHC βρίσκεται σε κυκλικό τούνελ περιφέρειας 27Km, 150m κάτω από το έδαφος Ελβετίας και Γαλλίας. Τα σωματίδια μένουν σε κυκλική τροχιά με τη βοήθεια του μαγνητικού πεδίου (8Tesla) που δημιουργούν 1200 περίπου υπεραγώγιμοι μαγνήτες που ψύχονται σε θερμοκρασία μείον 271 βαθμοί κελσίου ώστε να αποτελούν το πιο ψυχρό σημείο του σύμπαντος!!. Μέσα στον δακτύλιο θα κινούνται δύο δέσμες πρωτονίων κινούμενες αντίθετα με ενέργεια η κάθε μία 7Τev (πρωτόγνωρη σε σχέση με όλα τα προηγούμενα πειράματα). Οι δέσμες θα εστιάζονται και θα συγκρούονται στο εσωτερικό των δύο ανιχνευτών.
Οι ανιχνευτές ATLAS και CMS είναι ανιχνευτικές μηχανές μέσα στις οποίες θα συγκρούονται οι δέσμες πρωτονίων. Οι ανιχνευτές περιέχουν διατάξεις καταγραφής τροχιών, μέτρησης ενέργειας και αναγνώρισης των σωματιδίων που θα παράγονται από τις κρούσης πρωτονίων. Οι μηχανές αυτές, παρόλο που έχουν την ίδια φιλοσοφία, έχουν φτιαχτεί με άλλη τεχνολογία από διαφορετικές ομάδες ερευνητών-τεχνικών με σκοπό οι παρατηρήσεις της μιας να επιβεβαιώνουν την άλλη.
Ο Ανιχνευτής ATLAS
O Ανιχνευτής CMS
Το πείραμα σήμερα
Το πείραμα προετοιμάζεται εδώ και μια δεκαετία περίπου. Στις 10-9-2008 λειτούργησε για πρώτη φορά ο επιταχυντής με επιτυχία. Πραγματοποιήθηκαν αρκετές ωρολογιακές και αντιωρολογιακές περιστροφές των δεσμών πρωτονίων μέσα στο δακτύλιο και δημιουργήθηκαν αρκετά γεγονότα που ανίχνευσαν οι ανιχνευτές. Δυστυχώς λίγες μέρες αργότερα συνέβη ένα ατυχές γεγονός απώλειας ηλίου στον τομέα 34 του LHC, τη στιγμή που οι μαγνήτες λειτουργούσαν με πολύ ισχυρό ρεύμα, μερικά KA, με αποτέλεσμα την καταστροφή, ίσως, λίγων μαγνητών. Το ατύχημα αυτό θα αναβάλλει την κύρια φάση του πειράματος για κάποιον, απροσδιόριστο προς στιγμή χρόνο. Ίσως έως την επόμενη άνοιξη.
Η κριτική
Η κριτική που δέχεται τα τελευταία χρόνια το ερευνητικό πρόγραμμα του CERN, εστιάζεται κυρίως σε τρία σημεία.
Πρώτα στο μεγάλο προϋπολογισμό λειτουργίας του με την επισήμανση ότι υπάρχουν περιοχές του πλανήτη στις οποίες ο πληθυσμός υποφέρει από διάφορες αιτίες. Η απάντηση σε αυτό είναι ότι η επιστημονική έρευνα δεν είναι υπεύθυνη για την κακή διανομή του πλούτου που παράγεται και ότι ταυτόχρονα μέσα από την τεχνολογική και επιστημονική πρόοδο ίσως λυθούν προβλήματα της ανθρωπότητας.
Δεύτερο η ύπαρξη κινδύνων από ακτινοβολία ή το σενάριο φαντασίας για δημιουργία μαύρης τρύπας που θα καταπιεί τη γη. Η απάντηση σε αυτά είναι ότι πράγματι παράγεται κάποια ακτινοβολία από τη λειτουργία αυτών των μηχανών σε τόσο υψηλές ενέργειες η οποία όμως δεν φτάνει σε ανθρώπους, ούτε εργαζόμενους-ερευνητές ούτε σε κατοίκους. Σε ότι αφορά τη δημιουργία μαύρης τρύπας που θα απειλήσει τη γη πρέπει να γνωρίζουμε ότι ο πλανήτης μας βομβαρδίζεται από σωματίδια προερχόμενα από διάφορες πηγές στο διάστημα (κοσμική ακτινοβολία) που έχουν ενέργειες μεγαλύτερες αυτών που θα επιτευχθούν στον LHC επί δισεκατομμύρια έτη . Εάν λοιπόν υπήρχε κάποια πιθανότητα να σχηματιστεί απειλητική μαύρη τρύπα αυτό θα είχε ήδη συμβεί.
Τέλος ασκείται κριτική σχετικά με το αν θα επιτευχθούν οι στόχοι του πειράματος. Κάποιοι ισχυρίζονται ότι γίνονται πολλά έξοδα και δαπανάται τεράστια προσπάθεια για έναν επισφαλή στόχο. Σε αυτό μπορούμε να πούμε ότι ακόμα και αν δεν πραγματοποιηθούν οι αντικειμενικοί στόχοι του πειράματος έχουν ήδη προκύψει τεράστια οφέλη από τη διαδικασία προετοιμασίας του προγράμματος. Συγκεκριμένα έχει προκύψει νέα ιδέα δικτύου υπολογιστών που μοιράζονται υπολογιστή ισχύ. Το δίκτυο αυτό ήδη λειτουργεί σε περιορισμένους υπολογιστές για τις ανάγκες του CERN. Επίσης έχουν επινοηθεί νέες θεραπείες για σοβαρές ασθένειες στηριγμένες σε δέσμες πρωτονίων. Επίσης έχουν προκύψει πολλές καινοτομίες στο χώρο των ηλεκτρονικών και των επιταχυντών. Ας σκεφτούμε πως από τους 15000 επιταχυντές που υπάρχουν στον πλανήτη περίπου οι 14950 χρησιμοποιούνται από εφαρμογές υγείας.
Το σχόλιο μας
Πολλοί άνθρωποι στις μέρες μας νιώθουν ένα φόβο μια έλλειψη εμπιστοσύνης στην επιστήμη με δεδομένο ότι πράγματι πολλά σύγχρονα προβλήματα συνδέονται με την ανάπτυξη της επιστήμης της τεχνολογίας και των εφαρμογών τους. Δεν ευθύνεται όμως ή ίδια η επιστήμη γι΄αυτό. Η επιστήμη δεν είναι αποκλειστική ιδιοκτησία των επιστημόνων. Είναι κοινή ανθρώπινη εμπειρία και κληρονομιά στην οποία όλοι συμμετέχουμε. Αφορά κάθε σκεπτόμενο άνθρωπο του πλανήτη. Η επιστήμη είναι ένας κόσμος ιδεών. Περιέχει ομορφιά φιλοσοφική ενόραση και κοινωνική προσφορά. Μας φτάνει από το βαθύτερο σημείο του εαυτού μας στην αρχή ή στο τέλος του σύμπαντος ενώ ταυτόχρονα ασχολείται και με τις απλούστερες ανάγκες μας. Η έρευνα των σημερινών ημερών μπορεί να δώσει τις απαντήσεις στα ερωτήματα και τα προβλήματα του μέλλοντος με έναν τρόπο ασαφή μη προβλέψιμο μη προκαθορισμένο. Είναι λάθος η άρνηση στην επιστημονική πρόοδο. Είναι δειλία ο φόβος προς αυτήν. Ας ευχηθούμε λοιπόν καλή επιτυχία στους χιλιάδες ερευνητές που αφιερώνουν τις ικανότητες τους σε μια κοινή προσπάθεια. Ας γίνουμε ενημερωμένοι πολίτες-μαθητές ώστε να είμαστε σε θέση να παρακολουθούμε τις εξελίξεις και να οδηγούμε τις εξελίξεις των νέων γνώσεων προς το καλό της ανθρωπότητας.
Λαμία 28-9-2008
Δρ. Γιώργος Πανταζής καθηγητής του Μουσικού Σχολείου Λαμίας
Επισκευθείτε το CERN στη διεύθυνση:
http://public.web.cern.ch/Public/Welcome.html
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
Αφήστε μας το σχόλιό σας για αυτή την ανάρτηση