CERN: Προσεχώς... η αποκάλυψη της δημιουργίας του κόσμου

του Γιώργου Φλώκα

Στις 10 Σεπτεμβρίου, οι πυρηνικοί και θεωρητικοί φυσικοί θα παρακολουθήσουν με κομμένη την ανάσα την τελική φάση ενός φιλόδοξου και πολυδάπανου πειράματος, καθώς ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο θα επιδιώξει να οδηγήσει σε σύγκρουση δέσμες πρωτονίων, φιλοδοξώντας να κατανοήσει τους νόμους που βρίσκονταν σε ισχύ αμέσως μετά το Big Bang που δημιούργησε το Σύμπαν.

To πείραμα πραγματοποιείται από το Cern, τoν Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας, το κορυφαίο εργαστήριο φυσικής σωματιδίων στον κόσμο. Το όλο εγχείρημα κόστισε περί τα 3 δισεκατομμύρια ευρώ ενώ η κατασκευή του ξεκίνησε πριν από 13 χρόνια.

Σημειώνεται ότι η Φυσική, σε γενικές γραμμές, έχει κατανοήσει και έχει καταφέρει να αντιληφθεί τη δημιουργία του σύμπαντος με τη θεωρία του Big Bang, της τεράστιας έκρηξης που δημιούργησε το χώρο ως έννοια. Μάλιστα, έχει καταφέρει να περιγράψει με ιδιαίτερη ακρίβεια και λεπτομέρειες την επέκταση του σύμπαντος και τη δημιουργία γαλαξιών με πλανήτες και ήλιους από την αρχική «κοσμική σούπα». Άλλωστε, ο «απόηχος» εκείνης της Μεγάλης Έκρηξης, στοιχεία και υπολείμματα, προσφέρεται ακόμη στη μελέτη του διαστήματος.

Ωστόσο, η Φυσική μέχρι σήμερα έχει καταφέρει να εξηγήσει απόλυτα τα πάντα εκτός από το αίτιο, τι προκάλεσε την Έκρηξη, και τις πρώτες στιγμές, τα πρώτα δευτερόλεπτα του Big Bang. Αυτό το κενό έρχεται να καλύψει η κατασκευή του LHC, του πιο ισχυρού επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, ο οποίος παράγει ακτίνες με επτά φορές μεγαλύτερη ενέργεια και 30 φορές μεγαλύτερη ένταση σε σχέση με οποιαδήποτε μηχανή έχει κατασκευάσει στο παρελθόν ο άνθρωπος.

Βρίσκεται σε ένα τούνελ 27 χιλιομέτρων 175 μέτρα κάτω από το χωριό Κροζέ στη Γαλλία και βασίζεται σε τεχνολογίες που δεν υπήρχαν πριν από 30 χρόνια. Με λίγα λόγια, το LHC είναι ένα πρωτότυπο. Πριν από λίγες ημέρες επιτεύχθηκε ο κρίσιμος συγχρονισμός των συστημάτων του LHC, ενώ το CERN ανακοίνωσε ότι η πρώτη απόπειρα επιτάχυνσης ακτινών σωματιδίων στο LHC θα πραγματοποιηθεί στις 10 Σεπτεμβρίου, ενώ θα υπάρξει τηλεοπτική κάλυψη της εκκίνησης του πειράματος μέσω του τηλεοπτικού δικτύου Eurovision.

Σημειώνεται ότι ο συγχρονισμός του συστήματος σύγκρουσης σωματιδίων με τον επιταχυντή πρωτονίων έπρεπε να είναι ιδιαίτερα ακριβής, της τάξεως του 1 nanosecond. Από τη στιγμή που η κίνηση των ακτινών σωματιδίων θα σταθεροποιηθεί, η επόμενη φάση θα είναι να οδηγηθούν σε σύγκρουση, κάτι που αναμένεται να ανοίξει νέους ορίζοντες για τη φυσική όπως τη γνωρίζουμε.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η αναδημιουργία των συνθηκών που υπήρχαν στα «γεννοφάσκια» του σύμπαντος θα αποκαλύψει το Μποζόνιο Χιγκς, ίσως εξηγηθεί η σκοτεινή ύλη και πιθανώς, νέες διαστάσεις του χώρου. Ειδικότερα, δέσμες πρωτονίων θα αρχίσουν να επιταχύνονται στο υπόγειο τούνελ με ταχύτητα οριακά χαμηλότερη της ταχύτητας του φωτός και θα συγκρουστούν μετωπικά στα σπλάχνα του.

Σε πλήρη λειτουργία του επιταχυντή, κάθε πρωτόνιο θα ολοκληρώνει 11.245 περιφορές του τούνελ των 27 χιλιομέτρων σε ένα μόλις δευτερόλεπτο. Λόγω της σύγκρουσης τα σωματίδια θα μετατραπούν σε πύρινες σφαίρες ενέργειας (η περίφημη εξίσωση του Αϊνστάιν E=MC2 σε δράση), παράγοντας εργαστηριακά τις συνθήκες που ίσχυαν όταν το Σύμπαν είχε ηλικία μόλις 1 δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, αμέσως μετά το Big Bang.

«Τελειώνουμε έναν μαραθώνιο με σπριντ» σχολιάζει ο επικεφαλής του όλου εγχειρήματος, Lyn Evans. Όπως σημειώνει ο Frank Close, καθηγητής θεωρητικής φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης: «Ήδη, ο ενθουσιασμός για την πιθανότητα του τι μπορεί να ανακαλυφθεί είναι τεράστιος: το μποζόνιο Χιγκς, η σούπερ συμμετρία ή πράγματα που κανείς δεν έχει σκεφτεί μέχρι τώρα. Περιμένουμε ότι θα δουλέψει, η φυσική σωματιδίων έχει τεράστιο ιστορικό επιτυχίας σε τέτοια πράγματα, αλλά πριν από 20 χρόνια, δεν ήταν σαφές αν ο άνθρωπος θα μπορούσε να κατακτήσει ένα τέτοιο βουνό ή είναι πέρα από τις ικανότητές του».

Τι είναι το Μποζόνιο Χιγκς
Το έχουν χαρακτηρίσει σωματίδιο του Θεού. Πρόκειται για ένα σωματίδιο μικρότερο και από το άτομο, που υπάρχει σε ολόκληρο το Σύμπαν και ίσως εξηγεί τις αιτίες πίσω από το γιατί τα πράγματα είναι όπως είναι. Το Μποζόνιο Χιγκς θεωρείται από τους φυσικούς το κλειδί της εξήγησης σε ένα τεράστιο ερώτημα φυσικής. Γιατί η ύλη έχει μάζα. Ωστόσο, εάν δεν εμφανιστεί, όπως περιμένει η επιστημονική κοινότητα, οι περισσότεροι νόμοι της κβαντομηχανικής καταρρέουν.

Θα γίνει η Γη μαύρη τρύπα;
Οι ανησυχίες που έχει κατά καιρούς εκφράσει μέρος της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας έχουν πυροδοτήσει τόσο δικαστικές διαμάχες, σχετικά με το αν πρέπει ή όχι να πραγματοποιηθεί το πείραμα με τον επιταχυντή, όσο και σενάρια επιστημονικής φαντασίας, που ποικίλουν από τη δημιουργία μαύρης τρύπας που θα καταπιεί τη Γη, μέχρι την εμφάνιση strangelets, υποθετικών μικρών σωματιδίων παράξενης ύλης που θα μπορούσαν να μετατρέψουν οποιαδήποτε κοινή ύλη –της Γης περιλαμβανομένης– σε παράξενη ύλη, και τη δημιουργία φυσαλίδας κενού.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες του CERN, όμως, οι ανησυχίες είναι αβάσιμες: οι κοσμικές ακτίνες που συγκρούονται εδώ και εκατομμύρια χρόνια με τη Γη, και μάλιστα με ενέργεια πολύ υψηλότερη από εκείνη που θα δημιουργήσει ο LHC, δημιουργούν συνεχώς στιγμιαίες μαύρες τρύπες, καμία εκ των οποίων δεν έχει καταφέρει να καταπιεί τον πλανήτη. Ούτως ή άλλως, εξηγούν, τα επίπεδα ενέργειας του επιταχυντή είναι τέτοια που όποια μαύρη τρύπα δημιουργούταν θα έκλεινε αμέσως.

Όπως και αν έχει, το πείραμα που ξεκινά σε λίγες ημέρες θα είναι ιστορικό. Όχι μόνο γιατί μπορεί να αποκαλύψει τις δυνάμεις που δημιούργησαν το σύμπαν, αλλά και γιατί, όπως δήλωσε ο Peter Higgs στους Times, «αν το μποζόνιο τελικά δε βρεθεί, θα σημαίνει ότι όλες οι ιδέες μας είναι λάθος και ότι πρέπει να ξεκινήσουμε από την αρχή». Πράγμα που θα είναι, κατά τον ίδιο, ακόμα πιο ενδιαφέρον.