Ο CERN παίρνει και πάλι μπρος: Το «Σωματίδιο του Θεού» ήταν μόνο η αρχή;

Back to business για τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), το «κανόνι» του CERN στην Ελβετία. Έπειτα από τρία χρόνια που ήταν εκτός λειτουργίας λόγω επισκευών και αναβάθμισης, ο επιταχυντής τέθηκε ξανά σε λειτουργία στον υπόγειο λαβύρινθο που έχει αναπτυχθεί έξω από τη Γενεύη, καθώς η αναζήτηση για τα μυστικά του Σύμπαντος και της Ζωής συνεχίζεται με αμείωτο ενδιαφέρον, σε μια περίοδο που η κλιματική αλλαγή καθιστά επιτακτική την ανάγκη για απαντήσεις και λύσεις.

Στις αρχές Ιουλίου το «κανόνι» του CERN θα αρχίσει και πάλι να εκτοξεύει πρωτόνια (που μαζί με τα νετρόνια θεωρούνται τα βασικά δομικά υλικά του πυρήνα ενός ατόμου), προκαλώντας τρομακτικές συγκρούσεις, στην προσπάθεια των επιστημόνων να ανιχνεύσουν άλλα μικρότερα σωματίδια.

Υπενθυμίζεται ότι με αυτόν τον επιταχυντή το 2012 οι επιστήμονες στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN) κατάφεραν να ανιχνεύσουν το μποζόνιο Χιγκς, ευρύτερα γνωστό ως το «σωματίδιο του Θεού».

Σύμφωνα με τους «New York Times», στην επιστημονική κοινότητα του CERN δεν αποκλείουν να υπάρχουν και άλλα κρυμμένα - συναρπαστικά μυστικά που ξεπερνούν κατά πολύ το μποζόνιο Χιγκς και τον «θόρυβο» που είχε προκαλέσει, όταν ανακαλύφθηκε, καθώς θεωρείται δομικό σωματίδιο που εξηγεί τον τρόπο με τον οποίο συγκροτείται η ύλη.

Και μπορεί ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) του CERN να αναπτύχθηκε και να τέθηκε σε λειτουργία το 2010 για να εντοπίσει το μποζόνιο Χιγκς, ωστόσο το ενδιαφέρον στρέφεται πλέον πέρα από αυτό, καθώς υπάρχουν ακόμα πολλά που δεν γνωρίζει ο άνθρωπος για την ύλη και τον τρόπο που δημιουργείται.

Οι επιστήμονες του CERN και τα μυστικά του Σύμπαντος που αναζητούν

Βαθύτερα ερωτήματα σχετικά με το σύμπαν που το τωρινά δεδομένα δεν μπορούν να δώσουν εξήγηση. Από πού προήλθε το σύμπαν; Γιατί αποτελείται από ύλη και όχι από αντι-ύλη; Ποια είναι η «σκοτεινή ύλη» που κατακλύζει τον κόσμο; Πώς έχει μάζα το ίδιο το σωματίδιο Higgs;

Προς αυτήν την κατεύθυνση στρέφονται οι αναβαθμίσεις στον υφιστάμενο τεχνολογικό εξοπλισμό αλλά και ο σχεδιασμός για τη δημιουργία ενός ακόμη ισχυρότερου -και πανάκριβου- επιταχυντή. Το 2019 το CERN είχε παρουσιάσει το σχέδιο για τον νέο επιταχυντή Future Circular Collider (FCC), ο οποίος θα έχει τετραπλάσιο μήκος (100 χλμ.) σε σχέση με τον LHC και θα είναι 10 φορές πιο ισχυρός, προκειμένου να εκτοξεύει σε ακόμα μεγαλύτερες ταχύτητες πρωτόνια προς αναζήτηση ακόμα νέων υποατομικών σωματιδίων. Έναν χρόνο, μετά, το CERN ανακοίνωσε ότι εγκρίθηκε η κατασκευή του γιγαντιαίου υπερ-επιταχυντή. Μέχρι στιγμής, πάντως, μόνο το «σωματίδιο του Θεού» έχει προκύψει από τα πειράματα κάτω από τη Γη.

Κανένα όμως στοιχείο για τη «σκοτεινή ύλη», αυτόν τον υποθετικό τύπο ύλης που συνεισφέρει κατά μεγάλο ποσοστό στη συνολική μάζα του σύμπαντος και ο οποίος, όμως, παραμένει μέχρι στιγμής αθέατος και γίνεται αντιληπτός μόνο μέσα από τις βαρυτικές επιδράσεις του πάνω στην ορατή ύλη και την ακτινοβολία.

Επιταχυντής CERN: Οι αλλαγές που έγιναν στο «κανόνι» - Πότε θα ξανακλείσει

Ο επιταχυντής είχε κλείσει το 2018. Μετά το άνοιγμά του θα παραμείνει σε λειτουργία μέχρι το 2025, όταν και θα ξανακατέβουν οι διακόπτες για νέες αναβαθμίσεις και επισκευές. Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα του CERN, το «κανόνι» θα είναι κλειστό τουλάχιστον μέχρι το 2027.

Ανάμεσα στις αναβαθμίσεις που έγιναν στον επιταχυντή, είναι και αυτές που αφορούν στους τεράστιους ανιχνευτές σωματιδίων που βρίσκονται στα τέσσερα σημεία όπου «σκάνε» οι δέσμες πρωτονίων και γίνονται οι συγκρούσεις. Οι ανιχνευτές αυτοί αναλύουν τα «συντρίμμια», αναζητώντας νέα υπο-σωματίδια.

Μια από τις βασικές αλλαγές που έγιναν το χρονικό διάστημα που το «κανόνι» του CERN παρέμεινε κλειστό, ήταν ότι συμπιέστηκε ο χώρος που κινούνται αυτές οι δέσμες πρωτονίων, πολλαπλασιάζοντας έτσι τον αριθμό των πιθανών συγκρούσεων. «Τα δεδομένα θα έρχονται με πολύ ταχύτερο ρυθμό απ' ό,τι είχαμε συνηθίσει» εξηγούν οι επιστήμονες. Και προσθέτουν: «Εκεί που κάποτε συνέβαιναν μόνο μερικές συγκρούσεις σε κάθε μία από τις τέσσερις γωνίες του επιταχυντή, τώρα πλέον θα είναι πολύ περισσότερες». Η εξέλιξη αυτή αυξάνει την πιθανότητα να δοθούν επιτέλους απαντήσεις σε βασικά ερωτήματα που αναζητά διακαώς η επιστημονική κοινότητα και τα οποία παραμένουν αναπάντητα.

Πόσο πιθανό είναι το «κανόνι» του CERN να τρυπήσει το «Τυπικό Μοντέλο» της Φυσικής

«Στοίχημα» για τους επιστήμονες του CERN παραμένει η ανακάλυψη ενός υποατομικού σωματιδίου που θα πυροδοτήσει αλυσιδωτές αντιδράσεις, αλλάζοντας ό,τι ξέρουμε για το λεγόμενο «Τυπικό Μοντέλο» της Σωματιδιακής Φυσικής, στο οποίο είναι ενσωματωμένη η γνώση μας για τα θεμελιώδη σωματίδια (πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, κουαρκ).

Οι πρώτες ρωγμές ήδη έχουν προκληθεί, δίνοντας τις πρώτες ενδείξεις για μια ευρύτερη, πιο βαθιά (και απείρως συναρπαστικότερη) θεωρία του σύμπαντος. Μερικά αποτελέσματα από τα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι στιγμής, περιλαμβάνουν σπάνιες συμπεριφορές υποατομικών σωματιδίων, των οποίων τα ονόματα είναι άγνωστα στους περισσότερους κύκλους εκτός CERN. Χαρακτηριστική περίπτώση το μιόνιο, ένα στοιχειώδες σωματίδιο παρόμοιο με το ηλεκτρόνιο, με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο ταξινομείται στην κατηγορία λεπτόνιο. Το 2021 μια ομάδα, αποτελούμενη από 200 φυσικούς στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών Fermi στο Ιλινόις των ΗΠΑ, είχε αναφέρει ότι τα μιόνια που περιστρέφονται σε ένα μαγνητικό πεδίο είχαν ταλαντευτεί σημαντικά πιο γρήγορα σε σχέση με αυτό που προέβλεπαν οι εξισώσεις με βάση το «Τυπικό Μοντέλο». Ο συγκεκριμένος επιταχυντής ήταν ο ισχυρότερος στον κόσμο μέχρι να κατασκευαστεί το «κανόνι» του CERN.

Ακολουθήστε την Athens Voice στο Google News κι ενημερωθείτε πρώτοι για όλες τις ειδήσεις