Οδοιπορικό στο CERN

1«Οταν προσπαθώ να εξηγήσω στην οχτάχρονη κόρη μου τι δουλειά κάνω, της λέω ότι φτιάχνουμε το μεγαλύτερο μικροσκόπιο του κόσμου και να σου πω την αλήθεια είναι αρκετά ακριβές αυτό». Περπατάω στους δρόμους του CERN, του ευρωπαϊκού οργανισμού για την πυρηνική έρευνα με τον 34χρονο Γιάννη Παπαδόπουλο, έναν από τους περίπου 20 μόνιμους ερευνητές που διαθέτει η χώρα μας σε αυτήν τη γωνιά της Γενεύης, στην Ελβετία. Πηγαίνουμε να συναντήσουμε τα υπόλοιπα μέλη της ελληνικής επιστημονικής ομάδας, που βρίσκεται εδώ στο πλαίσιο της πρώτης ξενάγησης που οργάνωσε το ερευνητικό κέντρο, ειδικά για Ελληνες δημοσιογράφους.

Το αντικείμενο της συνάντησης είναι βεβαίως ο μεγάλος επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider), ένα τεραστίου μεγέθους διεθνές ερευνητικό πρόγραμμα Σωματιδιακής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών, που αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία τον επόμενο Μάιο και να απαντήσει σε θεμελιώδη ερωτήματα των επιστημόνων για την σύσταση της ύλης και την ιστορία της γέννησης του Σύμπαντος. Αν όλα πάνε καλά, το LHC θα μας αποκαλύψει πώς ήταν ο κόσμος μερικά κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη μεγάλη έκρηξη και θα ανοίξει νέους ορίζοντες στην επιστήμη της Φυσικής και την κατανόηση του κόσμου μας. Διασχίζοντας τα κτίρια της μικρής αυτής επιστημονικής πόλης, κάτω από τις χιονισμένες Αλπεις γρήγορα καταλαβαίνεις ότι είσαι σε ένα «παράδεισο» των φυσικών. Ολοι της οι δρόμοι έχουν ονόματα όπως: Οδός Αϊνστάιν ή Λεωφόρος Δημοκρίτου, ενώ η συντριπτική πλειοψηφία των κατοίκων του, ακόμα και όσοι εργάζονται σε διοικητικές η τεχνικές θέσεις, είναι, τι άλλο… φυσικοί.

Πείραμα στην εποχή της μεγα-επιστήμης

«Σκέψου ότι το Atlas, ο μεγαλύτερος ανιχνευτής του επιταχυντή, έχει ύψος 25 μέτρα και μήκος 45 για να ανιχνεύσει τα σωματίδια που θα εκλυθούν από την σύγκρουση δύο δεσμών πρωτονίων μήκους λίγων εκατοστών και πάχους μερικών μικρών» (περίπου δέκα εκατομμυριοστών του χιλιοστού) λέει ο Γιάννης Παπαδόπουλος, προφανώς κι ο ίδιος εντυπωσιασμένος από την απλή τελικά σύλληψη του φοβερά πολύπλοκου αυτού και κοστοβόρου πειράματος. Βρισκόμαστε στην εποχή της μεγα-επιστήμης. Η έμπνευση ενός φυσικού σε ένα μικρό εργαστήριο κάποιου άγνωστου πανεπιστημίου, δεν φαίνεται στις μέρες μας αρκετή για να οδηγήσει τις μεγάλες ανακαλύψεις. Απόδειξη αυτού είναι το LHC.

Φαντασθείτε την εξής εικόνα: σε ένα κυκλικό τούνελ 27 χλμ. στα σύνορα Γαλλίας – Ελβετίας και σε βάθος 100 μέτρων κάτω από τη γη, οι επιστήμονες έχουν τοποθετήσει δύο μικρές σε πάχος σωλήνες εντός των οποίων ταξιδεύουν με αντίθετη φορά δέσμες πρωτονίων, των σωματιδίων, δηλαδή βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου οποιουδήποτε στοιχείου στη φύση. Οι σωλήνες αυτοί είναι επενδυμένοι με ηλεκτρομαγνήτες σε όλη τη διαδρομή του τούνελ, οι οποίοι επιταχύνουν την κίνηση των σωματιδίων, ενώ ταυτόχρονα τα κρατούν σε μια δέσμη που κατευθύνεται προς τον στόχο.

Σε τέσσερα σημεία του τεράστιου αυτού υπόγειου δικτύου, έχουν τοποθετηθεί οι ογκώδεις ανιχνευτές. Πολύπλοκες κατασκευές από τους μεγαλύτερους μαγνήτες που κατασκευάστηκαν ποτέ, αισθητήρες αερίων, διατάξεις κενού και ό,τι άλλο μπορεί να χρειαστεί για την καταγραφή των αποτυπωμάτων των σωματιδίων που θα εκλυθούν από την σύγκρουση των δυο δεσμών που με απόλυτη ακρίβεια θα συμβεί ακριβώς εκεί. Από την ανάλυση και κατανόηση αυτών των αποτυπωμάτων, οι φυσικοί περιμένουν να βγάλουν σημαντικά συμπεράσματα.

Εξωτικά φαινόμενα

«Ελπίζουμε ότι θα συμβούν διάφορα εξωτικά φαινόμενα, όπως η δημιουργία μικρών μελανών οπών και η αποκάλυψη νέων σωματιδίων, κυρίως του μποζονίου Higgs, το οποίο αν βρεθεί, θα είναι και η μεγάλη ανακάλυψη του επιταχυντή μας» λέει ο Μιχάλης Κορατζίνος, φυσικός που δουλεύει στο CERN περισσότερα από 20 χρόνια.

Συναντάμε την ελληνική επιστημονική ομάδα, δεκαπέντε περίπου επιστήμονες που προσπαθούν να μας εξηγήσουν τι ακριβώς συμβαίνει εκεί. «Μπαίνουμε σε μια ενεργειακή περιοχή για την οποία γνωρίζουμε ελάχιστα πράγματα. Φαντασθείτε πως παράγοντας τόσο υψηλή ενέργεια για πρώτη φορά, είναι σαν να ταξιδεύουμε πίσω στον χρόνο, μόλις μερικά μικρο-δευτερόλεπτα μετά τη μεγάλη έκρηξη. Μπορούμε να υποθέσουμε τι θα βρούμε, όμως ίσως μας περιμένουν και άγνωστα φαινόμενα».

Ψύχος, μαύρες τρύπες και το μποζόνιο Χιγκς

Το προηγούμενο πρωί ο Μιχάλης Κορατζίνος μας ξεναγούσε στην υπόγεια αίθουσα του Atlas. «Ολα ξεκινούν από μια απλή φιάλη υδρογόνου από το οποίο παίρνουμε τη δέσμη πρωτονίων. Στη συνέχεια κρυώνουμε τους ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιώντας αέριο ήλιο στους -271 βαθμούς Κελσίου προκειμένου να κρατήσουμε τη δέσμη σε σωστή τροχιά. Αυτό σημαίνει ότι ίσως εδώ καταφέρουμε να φτιάξουμε το πιο κρύο μέρος σε ολόκληρο το σύμπαν. Επιταχύνουμε τα σωματίδια αυξάνοντας την ενέργειά τους αρχικά στα 450 γιγαηλεκτροβόλτ και στη συνέχεια στα 7 τεραηλεκτροβόλτ. Φαντασθείτε ότι για να δημιουργήσουμε αυτό το ψύχος, που είναι απαραίτητο για τη σωστή διεξαγωγή του πειράματος, θα απαιτούνται κάθε φορά πέντε εβδομάδες προετοιμασίας», εξηγεί ο ίδιος ενώ μας δείχνει τις πολύπλοκες διατάξεις των χιλιάδων ανιχνευτών που απαρτίζουν τον Ατλαντα.

Παράλληλοι κόσμοι

«Εάν η θεωρία είναι σωστή, τότε κατά τη σύγκρουση των πρωτονίων μπορεί να δημιουργηθούν μικρές μαύρες τρύπες, οι οποίες θα διασπαστούν πολύ γρήγορα», εξηγεί ο Κωνσταντίνος Σφέτσος, καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών, που δουλεύει εδώ με εκπαιδευτική άδεια. «Οσο πιο μικρή είναι μια μαύρη τρύπα, τόσο πιο γρήγορα εξαϋλώνεται. Αν καταφέρουμε να φτιάξουμε μαύρες τρύπες τόσο μεγάλες που να αντέξουν λίγο χρόνο παραπάνω, ώστε να τις δούμε και να τις μετρήσουμε θα έχουμε και την πρώτη απόδειξη ότι υπάρχουν έξτρα διαστάσεις στο σύμπαν μας», συμπληρώνει ο ίδιος. Αν κάτι τέτοιο αποδειχθεί, τότε όλες οι μοντέρνες θεωρίες περί ύπαρξης παράλληλων κόσμων θα αρχίσουν να παίρνουν σάρκα και οστά.

Το μεγάλο στοίχημα όλων όμως είναι η ανακάλυψη του Σωματιδίου του Χίγκς. «Το καθιερωμένο Πρότυπο, η θεωρία που εξηγεί πώς αλληλεπιδρούν οι τέσσερις μεγάλες δυνάμεις του κόσμου μας και πώς σχηματίζεται η ύλη, δεν μας εξηγεί πώς αποκτούν μάζα τα σωματίδια. Για να λειτουργήσει χρειάζεται να αποδειχθεί ότι υπάρχει το πεδίο του Χιγκς, το οποίο είναι διάχυτο στο σύμπαν και δίνει στα σωματίδια αυτά τη χαρακτηριστική τους μάζα», εξηγεί ο Πάρις Σφήκας καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Αθηνών, φυσικός του CERN και υπεύθυνος Φυσικής του δεύτερου Μεγάλου Ανιχνευτή σωματιδίων CMS που με διαφορετική τεχνολογία θα ελέγξει τα ίδια φαινόμενα όπως και το Atlas.

Το σωματίδιο του Θεού

Ο θεωρητικός φυσικός Πίτερ Χιγκς προέβλεψε το 1964, ότι εκτός από το πεδίο που ανακάλυψε υπάρχει και ένα σωματίδιο το οποίο παράγεται από το πεδίο αυτό ως απόρροια και το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί. Πολλοί το ονομάζουν και σωματίδιο του Θεού. Οι φυσικοί του CERN πιστεύουν ότι οι πιθανότητες να μη βρεθεί το σωματίδιο είναι πρακτικά ανύπαρκτες. Μόλις βρεθεί όμως, η επιτροπή Νόμπελ θα αντιμετωπίσει τεράστιο πρόβλημα στην απονομή του επόμενου βραβείου Φυσικής, αφού οι έρευνες που γίνονται εδώ υπογράφονται από χιλιάδες ερευνητές από όλο τον κόσμο.

«Αν πάλι δεν βρεθεί, τότε θα ζήσουμε πολύ ενδιαφέρουσες ημέρες, αφού θα χρειαστεί να αναπροσαρμόσουμε τα μοντέλα μας και να βρούμε τι έχουμε καταλάβει λάθος» λέει ο Πάρις Σφήκας.

«Να φέρουμε κι άλλους Ελληνες στο CERN»

Πίσω στην αίθουσα της συνάντησης με τους Ελληνες φυσικούς καθηγητές, ερευνητές και φοιτητές. Ολοι αναρωτιούνται γιατί στην Ελλάδα δεν ασχολούμαστε με τη δουλειά τους, παρ’ όλο που βρίσκεται στην αιχμή της παγκόσμιας έρευνας και η χώρα μας δαπανά περίπου 10 εκατομμύρια ευρώ το χρόνο για να συμμετάσχει σε αυτήν. «Ο λόγος για τον οποίο βρίσκομαι εδώ είναι γιατί μου αρέσει η ιδέα ότι ανακαλύπτουμε αυτά που θα διδάσκονται τα παιδιά το 2100», λέει ένας Ελληνας μεταπτυχιακός φοιτητής. «Είναι μεγάλο πλεονέκτημα για όσους συμμετέχουμε εδώ και πρέπει να φέρουμε κι άλλους», συμπληρώνει ο ίδιος.

Η Ελλάδα είναι ιδρυτικό μέλος του CERN ήδη από το 1954. Ελλείψει πραγματικού ενδιαφέροντος (ο πρώτος καθηγητής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών προσλήφθηκε σε ελληνικό πανεπιστήμιο 20 χρόνια αργότερα) απέφυγε να πληρώσει τη συνδρομή της για πολλά χρόνια ενώ ως πρόσφατα κατέβαλε μετά από διακανονισμό το μισό του ποσού που της αναλογούσε και άφηνε στο ταμείο… χρέη. Μόλις ανέλαβε την εθνική μας εκπροσώπηση ο φυσικός Δημήτρης Νανόπουλος, ο οποίος έχει προταθεί και ως υποψήφιος για τη διοίκηση του CERN, αυτή η εικόνα άλλαξε. Εσχάτως η Ελλάδα καταβάλλει το 1,5% του προϋπολογισμού του CERN -όπως αρχικά της αναλογούσε- και είναι τυπική στις υποχρεώσεις της. Ομως δεν παίρνει πίσω τα οφέλη που της αναλογούν για αυτά τα χρήματα. «Ενα πρόβλημα είναι ότι ενώ η χώρα μας καταβάλλει τα 10 εκατ. ευρώ της συνδρομής, δεν δίνει το ένα ακόμα που απαιτείται για τη διεξαγωγή πειραμάτων από τις ελληνικές επιστημονικές ομάδες», λέει ο Νίκος Μάνθος καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων.

Το CERN θα έπρεπε να διαθέτει σήμερα περί τους 40 Ελληνες επιστήμονες στο μόνιμο προσωπικό του, να θεωρείται περίπου εθνικό ερευνητικό κέντρο (ώστε να πηγαίνουν ανεμπόδιστα οι Ελληνες επιστήμονες) και να επιστρέφει ανταλλάγματα στην ελληνική βιομηχανία τόσο τεχνογνωσίας που αποκτάται εκεί, όσο και συμβολαίων για την κατασκευή και λειτουργία του. Επιπλέον η παρουσία Ελλήνων μεταπτυχιακών φοιτητών είναι περιορισμένη, τη στιγμή που το CERN θα μπορούσε να λειτουργήσει σαν κέντρο εξειδίκευσης και παραγωγής υψηλής ποιότητας Ελλήνων επιστημόνων.

«Ισως θα έπρεπε η Ελλάδα να έχει κάποιον εδώ που να κυνηγά τα προγράμματα και τις τεχνολογίες πιο εντατικά από ό,τι κάνει σήμερα», λέει ο Γιοζ Εγκελεν, επιστημονικός διευθυντής του CERN στη συνέντευξη που μας παραχώρησε. «Το LHC είναι μοναδικό και το γεγονός ότι είναι στην Ευρώπη είναι ανεκτίμητο. Ξέρετε, πολλές χώρες θέλουν να συμμετάσχουν οι επιστήμονες τους χωρίς να παίρνουν ανταλλάγματα γι’ αυτό», λέει με νόημα, όμως οι Ελληνες επιστήμονες συμφωνούν ανεπίσημα πως η χώρα πρέπει απλώς να ζητήσει περισσότερα για τη συμμετοχή της.

Ενας Grid για δισεκατομμύρια πληροφοριών

Το CERN έχει αποδειχθεί ιδιαιτέρως σημαντικό και για τον κόσμο της τεχνολογίας. Εδώ, πριν από δυο δεκαετίες περίπου, ο Tim Berners Lee επινόησε το World Wide Web, τον παγκόσμιο ιστό που άλλαξε τη ζωή μας. Σήμερα στα χνάρια του Lee, αλλά πάνω σε μια νέα επαναστατική ιδέα για τα δίκτυα και τους υπολογιστές δουλεύουν και δυο Ελληνες επιστήμονες, η Μαρία Δήμου και ο Γιάννης Παπαδόπουλος. «Ο Lee ήθελε απλώς να λύσει το πρόβλημα του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, αφού οι ερευνητές εδώ παράγουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων», λέει ο Γιάννης Παπαδόπουλος που εργάζεται πάνω στην κατασκευή εφαρμογών για την ανάλυση των δεδομένων που θα παράγει το πείραμα.

Το LHC μόλις τεθεί σε λειτουργία θα δίνει ετησίως το 2% της παγκόσμιας παραγωγής δεδομένων. Από τη σύγκρουση των πρωτονίων στον επιταχυντή θα παράγονται περίπου 40 δισ. γεγονότα πληροφοριών το δευτερόλεπτο σε 2.000 τροχιές σωματιδίων που θα εκλύονται. Από αυτά θα καταγράφονται και θα αναλύονται μόλις τα 100/δευτερόλεπτο. «Κανείς δεν έχει την υπολογιστική ισχύ να αναλύσει όλα αυτά τα δεδομένα», λέει η Μαρία Δήμου που εργάζεται πάνω στην επαναστατική ιδέα του Grid (ενός υπερυπολογιστή, που αποτελείται από χιλιάδες υπολογιστές διασκορπισμένους σε όλο τον κόσμο). «Στέλνουμε τα δεδομένα σε υπολογιστές σε όλο τον κόσμο. Δέκα μεγάλα συμβεβλημένα υπολογιστικά κέντρα σε Πανεπιστήμια παίρνουν τα δεδομένα μας και τα μοιράζουν σε «φάρμες» υπολογιστών. 150.000 επεξεργαστές τελευταίας τεχνολογίας, φτιάχνουν ένα κοινό πανίσχυρο δίκτυο κατανεμημένης ισχύος. Δεν υπάρχει άλλος τρόπος να αναλύσεις όλα αυτά τα στοιχεία».

Λεξικό όρων

Πρωτόνιο: Μαζί με το Νετρόνιο θεωρούνται οι βασικοί δομικοί λίθοι των πυρήνων των ατόμων. Αποτελείται από τρία κουάρκ.

Quark: Tα κουάρκ θεωρούνται τα μικρότερα γνωστά σωματίδια ύλης.

Αδρόνιο: Χωρίζουμε τα στοιχειώδη σωματίδια σε αδρόνια και λεπτόνια ανάλογα με τις αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσουν. Τα πρώτα μετέχουν και σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις, ενώ τα δεύτερα όχι.

Πεδίο Higgs: Το πεδίο που «προσδίδει» μάζα στα σωματίδια.

Μποζόνιο Higgs: Εχει αποκληθεί και σωματίδιο του Θεού, επειδή αν ανακαλυφθεί θα αποδείξει την ύπαρξη του πεδίου Χιγκς.

Επιταχυντής Σωματιδίων: Μια συσκευή που επιταχύνει ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια και τα συγκεντρώνει σε δέσμες.

Ανιχνευτής Σωματιδίων: Συσκευή που ανιχνεύει τα αποτυπώματα των σωματιδίων καθώς αυτά διέρχονται από αυτήν.

Μαύρη Τρύπα: Η συγκέντρωση τόσο μεγάλης μάζας ώστε η δύναμη της βαρύτητας να μην επιτρέπει σε οτιδήποτε να ξεφύγει από αυτή, ούτε καν το φως.

Γιγα-ηλεκτρο-βολτ: Ισούται με 1 δισ. βολτ, μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης.

Τερα-ηλεκτρο-βολτ: 1 τρισ. βολτ.

Advertisements
    • nikan
    • 2 Δεκεμβρίου 2007

    Τυχεράκια. Πρέπει να ήταν ενδιαφέρουσα εμπειρία

  1. Ομολογώ πως, ναι ήταν. Είναι ωραία σε μια μικρή πόλη τρελαμένων Φυσικών

  2. Εντάξει, εγώ δεν ανήκω σε αυτές τις επιστήμες (δεν χρησιμοποιώ τους όρους «πρακτικές» – «θεωρητικές» -δεν έχουν νόημα πια), αλλά βρήκα το κείμενο πολύ ενδιαφέρον.

    Και μια και το υπονόησε κι ο @Nikan, δεν θα με χάλαγε να επισκεφτώ την πόλη και να ξεναγηθώ στο μέλλον….

  3. Τo blog του απολυμένου από την ΓΣΕΕ Δημοσιογράφου για θέματα εργασίας και ότι άλλο κάτσει…
    Ενημέρωσε Άτομα Που Επικοινωνείς Για Τo Blog http://apasxolisi.wordpress.com Χρησιμοποίησε Αυτό Το Blog Να Καταγγείλεις Η Να Ενημερωθείς Για Εργασιακά Θέματα Επικοινωνήστε μαζί μου με τα email:apasxolisi_blog@yahoo.gr Είναι Μια Ανοικτή Και Online Social Network Σελίδα Διαμαρτυρίας Και Αποκάλυψης Στη Κοινή Γνώμη .. Της Πρωτοφανούς Απόλυσής Μου!

  1. No trackbacks yet.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: