LHC: Η "Μηχανή του Θεού" λειτουργεί ξανά...(video)

Επιμέλεια: Δημήτρης Μπόλαρης
Ήταν όλοι στις θέσεις τους από νωρίς τα ξημερώματα της  Παρακευής. Δεκάδες χειριστές υπολογιστικών συστημάτων, αισθητήρων οθονών εικόνας από κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης , που μετέδιδαν όλα τι ακριβώς συνέβαινε 100 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γής, σε μιά έκταση ανάμεσα στα Γαλλοελβετικά σύνορα.

Εκεί, όπου εκτείνεται το τούνελ μήκους 27 χιλιομέτρων, μέσα στο οποίο φωλιάζει ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων του κόσμου. Ο LHC, του κέντρου CERN.

Κανείς όμως δεν μπορούσε να περιμένει έως το πρωί του Σαββάτου οπότε και είχε προγραμματιστεί να τεθεί σε λειτουργία το σύστημα.

Ετσι στις 11 το βράδυ (ώρα Ελλάδας) ο τεράστιος κύλινδρος είχε φτάσει σε θερμοκρασία λειτουργίας -σχεδόν στο απόλυτο μηδέν δηλαδή (-271 βαθμούς C ή 1,9 Κ)- και οι υπεύθυνοι λειτουργίας νιώθοντας το καρδιοχτύπι όλων , πάτησαν το κουμπί.

Η πρώτη δέσμη πρωτονίων πέρασε στον επιταχυντή και κινήθηκε με τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Ηταν η κρίσιμη στιγμή. Στα λίγα λεπτά που πέρασαν όλα έδειχναν να πηγαίνουν καλά.

Οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες , κράτησαν τη δέσμη σταθερή όπως έδειξαν οι αισθητήρες και πολύ γρήγορα όλο το σύστημα ήταν σε πλήρη ισχύ.

Μετά από διακοπή 14 μηνών, το πιο φιλόδοξο πείραμα της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής , είχε ξανά αρχίσει.

"Εγιναν όλα , γρηγορότερα από όσο μπορούσε κανείς να ονειρευτεί.Ολα κυλούν εντελώς ομαλά" δήλωσε στους δημοσιογράφους ο δρ.Τζαίημς Γκίλυ , διευθυντής επικοινωνίας του CERN και συμπλήρωσε: "αν όλα συνεχίσουν να λειτουργούν με αυτό τον ρυθμό θα επιδιωχθεί άμεσα , ο LHC  να σπάσει το πρώτο του ρεκόρ μέσα στην ερχόμενη εβδομάδα."

Δηλαδή, να φέρει μία δέσμη προτωνίων σε ενέργεια 1,2 τρισ. ηλεκτρονιοβόλτ - μία ενέργεια ασύληπτη με τεχνητά μέσα (αλλά όχι και στο σύμπαν).

Μέχρι τώρα, τα πρωτεία στον τομέα αυτό -που είναι όμως κρίσιμος για την επίτευξη του Μεγάλου Πειράματος- τα κατείχε το "Τέβατρον" ο επιταχυντής που λειτουργεί στο Σικάγο και παράγει ταχύτητες λίγο κάτω από το 1 τρισ. eV.

Το Μεγάλο Πείραμα

Φιλοδοξία του CERN είναι ο επιταχυντής LHC να δημιουργήσει τις ικανές συνθήκες ώστε να δοκιμαστούν πειραματικά μερικές από τις πλέον κρίσιμες θεωρίες της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής, που σχετίζονται με την δομή της ύλης και τη δημιουργία της στην αρχή του χρόνου. Οταν -σύμφωνα με την επικρατούσα κοσμολογική θεωρία- έγινε η Μεγάλη Εκρηξη και γεννήθηκε το Σύμπαν, το οποίο έκτοτε αναπτύσεται στον χωροχρόνο.

Μία από αυτές τις θεωρίες, προβλέπει την ύπαρξη του "μποζόνιου Χιγκς" -ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του πατέρα της θεωρίας, τον 79χρονο φυσικό Πήτερ Χίγκς- ενός σωματιδίου το οποίο επιδρά καθοριστικά στους δεσμούς και τη δομή της ύλης, όπως την εννοούν τουλάχιστον οι επιστήμονες. Γι'αυτό και ονομάστηκε "Σωματίδιο του Θεού"

Εως τώρα η ύπαρξή του δεν ήταν δυνατό να τεκμηριωθεί ή να απορριφθεί, καθώς δεν υπήρχε μηχανή στον κόσμο ικανή να παράξει τόσο υψηλές ενέργειες, όσο αυτές που απαιτούνται για τον εντοπισμό του ίχνους του.

Αυτός ήταν και ο σκοπός κατασκευής του LHC που στοίχισε 10 δισ. δολλάρια.

Τι είναι ο επιταχυντής

Πρόκειται για έναν τεράστιο σωλήνα μέσα στον οποίο εγχύονται πρωτόνια σε δέσμες. Διατηρούν σταθερή τροχιά και επιταχύνονται συνεχώς μέχρι το επιθυμητό όριο , χάρις σε  1200 υπεραγώγιμους -και τεράστιους σε μέγεθος- μαγνήτες, ενώ για να λειτουργήσει το σύστημα απαιτούνται πολύ χαμηλές θεμροκρασίες που επιτυγχάνονται με ψύξη από υγρό ήλιο.

 Ο σκοπός είναι δύο τέτοιες δέσμες που κινούνται με αντίθετη φορά -αρχικά χωρίς να έρχονται σε επαφή- να εκτραπούν και να συγκρουστούν με πολύ υψηλή ταχύτητα, άρα και ενέργεια.

Η σύγκρουση διασπά τα βαριά πρωτόνια σε μια σειρά από άλλα σωματίδια. Η τροχιές που θα ακολουθήσουν αυτά με τη σειρά τους και οι ταχύτητές τους αποκαλύπτουν τη δομή και τη λειτουργία των δεσμών της ύλης.

Φυσικά οι συγκρούσεις (600 το δευτερόλεπτο) παράγουν τεράστιο όγκο δεδομένων, τα οποία επεξεργάζονται και αναλύονται από τεράστιας ισχύος υπολογιστικά συστήματα και τέλος, από τους ερευνητές.

Επιφυλάξεις

Φυσικό είναι από την αρχή να διατυπωθούν επιφυλάξεις. Υπήρξαν και μάλιστα σε πολλούς τομείς. Από θεωρητικούς φυσικούς που υποστηρίζουν ότι είναι εντελώς άσκοπο ένα τέτοιο εγχείρημα καθώς είναι αμφίβολα τα αποτελέσματα, έως τους οπαδούς παράξενων θεωριών που κινούνται στις παρυφές της επιστημονικής φαντασίας και έκαναν λόγο για επερχόμενη καταστροφή του πλανήτη, από την δημιουργία μελανής οπής.

Τόσο οι επιστημονικά τεκμηριωμένες επιφυλαξεις όμως, όσο και οι θεωρίες καταστροφής, στην πραγματικότητα εξυπηρέτησαν το εγχείρημα.

Η έντονες συζητήσεις και η δημοσιότητα, αφ'ενός το κατέστησαν το πιο ενδιαφέρον επιστημονικό ζήτημα του καιρού μας, αφ'ετέρου προσέλκυσαν ενδιαφέρον για χρηματοδότηση -κάτι ζωτικό για την περάτωση της κατασκευής μίας τέτοιας σε μέγεθος και τεχνική αρτιότητα μηχανής.

Το ατύχημα

όσο απογοήτευσε τους πρώτους (τους θεωρητικούς που περίμεναν να διαψευσθούν ή να επιβεβαιωθούν από το Μεγάλο Πείραμα), τόσο χαροποίησε τους δεύτερους (συνομωσιολόγους) το ατύχημα που προκλήθηκε στον LHC, μόλις 9 ημέρες από την έναρξη της λειτουργίας του, στις 19 Σεπτεμβρίου και αναγκασε την ομάδα του CERN να τον θέσει εκτός λειτουργίας.

Περίπου ένας τόνος υγρό ήλιο, είχε διαφύγει στο υπόγειο τούνελ που φιλοξενεί τον επιταχυντή. Οι αισθητήρες εντόπισαν αμέσως τον κίνδυνο και οι διακόπτες κατέβηκαν.

Χρειάστηκαν επισκευές και προσθήκες που στοίχισαν πάνω από 20 εκατομ. δολλάρια για να τεθεί και πάλι σε λειτουργία.

Περισσότερα στοιχεία για το θέμα στην ιστοσελίδα του CERN: http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html

Για μία σχηματική παράσταση: http://lhc.web.cern.ch/lhc/

Δημοσίευση: Νοεμβρίου 22, 2009