CERN: Σε λειτουργία ξανά ο Μεγάλος Επιταχυντής

CERN: Σε λειτουργία ξανά ο Μεγάλος Επιταχυντής

Οι επιστήμονες στο ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών CERN ανακοίνωσαν σήμερα ότι έθεσαν και πάλι σε λειτουργία τον LHC (Μέγας Επιταχυντής Αδρονίων) έπειτα από διετή διακοπή, σε μία νέα προσπάθεια επίλυσης ορισμένων από τα μυστικά του σύμπαντος.

Ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο είχε τεθεί εκτός λειτουργίας για δύο χρόνια προκειμένου οι επιστήμονες να επιδιορθώσουν κάποια τεχνικά προβλήματα που εμφανίστηκαν.

Αρχικά η κυκλοφορία των δεσμών των σωματιδίων και προς τις δύο κατευθύνσεις του LHC, μέσα στο υπόγειο τούνελ κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα, θα γίνει με χαμηλή ενέργεια εκτόξευσης 450 GeV. Οι κανονικές συγκρούσεις σωματιδίων με ενέργειες της τάξεως των 13 TeV θα ξεκινήσουν τον Ιούνιο. Οι όποιες νέες ανακαλύψεις του LHC δεν αναμένονται πριν από τα μέσα του 2016.

Ο Μέγας Επιταχυντής Ανδρονίων βρίσκεται πολύ κοντά στην ταυτοποίηση του σωματίδιο Χιγκς (Higgs Boson), η έως τώρα μη παρατήρηση του οποίου είναι ένας από τους «χαμένους κρίκους» του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής. Η επιβεβαίωση της ύπαρξης του σωματιδίου Χιγκς θα ερμηνεύσει πώς τα υπόλοιπα στοιχειώδη σωματίδια αποκτούν μάζα κατά το μοντέλο Χιγκς.

Η τυχόν επαλήθευση της ύπαρξης του μποζονίου Χιγκς θα αποτελέσει και ένα πολύ σημαντικό βήμα στην αναζήτηση μίας Μεγάλης Ενοποιημένης Θεωρίας που προσπαθεί να ενοποιήσει τρεις από τις τέσσερις Θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις: τον ηλεκτρομαγνητισμό, την ισχυρή αλληλεπίδραση, και την ασθενή αλληλεπίδραση. Το μποζόνιο Χιγκς μπορεί επίσης να βοηθήσει να εξηγηθεί γιατί η απομείνουσα αλληλεπίδραση, η βαρύτητα, είναι τόσο ασθενής σε σύγκριση με τις άλλες τρεις.

Πηγή

Advertisements

Ξανά σε λειτουργία ο επιταχυντής του CERN από τα τέλη Μαρτίου

o-epitaxuntis-somatidion-lhc-tou-cernΤην τελευταία εβδομάδα του μήνα θα τεθεί και πάλι σε λειτουργία ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη, όπως δήλωσε σήμερα σε συνέντευξη Τύπου ο απερχόμενος Διευθυντής του Κέντρου Ρολφ Ντίτερ Χόιερ.

Με τη συνέντευξη, ανακοινώθηκε και επίσημα η επικείμενη επαναλειτουργία του επιταχυντή έπειτα από την αναβάθμισή του, για την οποία χρειάστηκαν παραπάνω από δύο χρόνια.

Πλέον, στο εσωτερικό του LHC θα μπορούν να πραγματοποιηθούν συγκρούσεις σωματιδίων με συνολική ενέργεια έως 13 TeV, δηλαδή σχεδόν διπλάσια απ’ ό,τι στην πρώτη φάση πειραμάτων.

Έτσι, στη δεύτερη φάση λειτουργίας του, που θα διαρκέσει τρία χρόνια, οι φυσικοί ελπίζουν πως ο επιταχυντής θα δημιουργήσει νέες προοπτικές για την ακόμη βαθύτερη κατανόηση του σύμπαντος. «Είμαστε όλοι πολύ ενθουσιασμένοι», ανέφερε χαρακτηριστικά ο Χόιερ, προσθέτοντας πως η μήκους 27 χιλιομέτρων διάταξη θα επανενεργοποιηθεί στα τέλη Μαρτίου, αν δεν υπάρξει κάποιο απρόοπτο με τις τελικές δοκιμές που βρίσκονται σε εξέλιξη.

Στην εκδήλωση ήταν παρούσα και η Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι, η οποία θα διαδεχθεί τον Χόιερ στη διεύθυνση του CERN. «Αυτή η τεράστια αύξηση της ενέργειας ελπίζουμε πως θα μας επιτρέψει να απαντήσουμε σε θεμελιώδη ερωτήματα, όπως για παράδειγμα η φύση της σκοτεινής ύλης», σημείωσε από την πλευρά της.

Ο επιταχυντής έχει καταφέρει να αποτελέσει ορόσημο στην ιστορία της φυσικής ήδη από την πρώτη φάση λειτουργίας του, αποδεικνύοντας την ύπαρξη του μποζονίου Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στα στοιχειώδη σωμάτια που συγκροτούν την ορατή ύλη.

Ωστόσο, οι επιστήμονες ελπίζουν πως, χάρις στις υψηλότερες ενέργειες στον LHC, θα μπορέσουν να κατανοήσουν ακόμη πληρέστερα τις ιδιότητες του μποζονίου.

Μία από τις θεωρίες που θα δοκιμαστεί στο CERN, και η οποία είναι υποψήφια για να δώσει απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα, ονομάζεται υπερσυμμετρία.

Η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να καλύψει τα κενά που αφήνει το Καθιερωμένο Πρότυπο, δηλαδή το μοντέλο το οποίο περιγράφει τα έως σήμερα γνωστά στοιχειώδη σωμάτια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις, εκτός από τη βαρύτητα.

Σύμφωνα με τη συγκεκριμένη θεωρία, για κάθε γνωστό σωματίδιο υπάρχει ένας υπερσυμμετρικός του «εταίρος». Κάτι που σημαίνει πως θα επαληθευόταν στην περίπτωση που στον LHC ανιχνευόταν κάποιο από τα σωματίδια που προβλέπει.

Έτσι, όχι μόνο θα λύνονταν «γρίφοι» που δεν εξηγούνται από το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά και ενδεχομένως θα ανοίγονταν καινούριοι δρόμοι για την κατανόηση των υπόλοιπων «συστατικών» του σύμπαντος, πέρα από την ορατή ύλη.

«Το 95% του σύμπαντος αντιστοιχεί στη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη, για τις οποίες δεν έχουμε καμία ερμηνεία», σημείωσε η Τζιανότι.

Πηγή

Πιο κοντά στην αντιύλη φτάνει η επιστημονική ομάδα του επιταχυντή Tevatron

Αμερικανοί φυσικοί που μελετούν σωματίδια φτάνουν πιο κοντά στο συμπέρασμα σχετικά με το γιατί υπάρχει το σύμπαν στη σημερινή του μορφή, φτιαγμένο εξ ολοκλήρου από ύλη. Οι φυσικοί υποστηρίζουν πως κατά τη μεγάλη έκρηξη θα έπρεπε να είχαν δημιουργηθεί ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.

Το 2010, ερευνητές από τις εγκαταστάσεις του επιταχυντή Tevatron*, ισχυρίστηκαν πως τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν μία μικρή υπέρβαση της ύλης έναντι της αντιύλης. Η ομάδα έχει υποβάλλει έγγραφο που δείχνει πως τα αποτελέσματα αυτά έχουν ισχυρή βάση. Κάθε ένα από τα γνωστά θεμελιώδη σωματίδια έχει ένα αντίστοιχο αδερφικό αντιύλης , με τα ίδια χαρακτηριστικά , αλλά με αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Όταν ένα σωματίδιο συναντά το αντισωματίδιό του, το ένα εξολοθρεύει το άλλο και εξαφανίζονται σε μία υψηλής ενέργειας λάμψη φωτός.

Το ερώτημα παραμένει: γιατί δε συνέβη αυτό στην αρχή του σύμπαντος με τις ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, έχοντας ως αποτέλεσμα ένα σύνολο που στερείται και των δύο; Μήπως διδασκόμαστε λάθος φυσική; Τα αποτελέσματα του Tevatron προέρχονται από ένα σύνολο σωματιδίων που παρήχθησαν στη μονάδα κατά τη συντριβή πρωτονίων σε αντιπρωτόνια. Η σύγκρουση αυτή δημιούργησε έναν αριθμό διαφορετικών μορίων και η ομάδα που χειριζόταν τον ανιχνευτή DZero παρατήρησε για πρώτη φορά διαφορά στη διάσπαση των σωματιδίων που ονομάζονται μεσόνια** Β.

Αυτά διασπόνται σε ζευγάρια σωματιδίων που ονομάζονται μιόνια*** μαζί με τις εκδόσεις αντιύλης, τα αντιμιόνια. Η ομάδα ανέφερε το Μάϊο του 2010 σε ένα έγγραφο του PhysicalReviewLetters πως τα υλικά σωματίδια υπερίσχυαν κατά 1%. Ωστόσο το αποτέλεσμα αυτό αποτελεί ένα τυχαίο περιστατικό και όχι μία νέα φυσική. Οι ερευνητές έχουν πλέον 50% περισσότερα δεδομένα για να εργαστούν και έχουν προσπαθήσει να αποδείξουν πως το πρώιμο αποτέλεσμά τους στην πραγματικότητα προήλθε από διασπάσεις σωματιδίων που προτάθηκαν για δοκιμή σε πείραμα. Όπως ανέφεραν την περασμένη Πέμπτη, έχει μειωθεί η αβεβαιότητα στο πείραμα κατά 0.005%. Η σωματιδιακή φυσική διαθέτει έναν αυστηρό ορισμό για το τι μπορεί να οριστεί ως ανακάλυψη , την πιθανότητα κατά 0.00003% πως το αποτέλεσμα δεν είναι πραγματικό το οποίο η ομάδα πρέπει να αποδείξει πριν μπορέσει να ισχυριστεί πως έχουν επιλυθεί  τα μακροχρόνια μυστήρια ύλης/αντιύλης.

tevatron είναι ένας κυκλικός επιταχυντής σωματιδίων στις ΗΠΑ, στο εθνικό εργαστήριο επιταχυντών Fermi

**Τα μεσόνια είναι αδρόνια που αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ

**Τα μιόνια είναι στοιχειώδη σωματίδια παρόμοια με τα ηλεκτρόνια, με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και σπιν 1/2

BBC / Μετάφραση epistimonikos