CERN: Ευρωπαϊκος Οργανισμος Στοιχειωδών Σωματιδίων

Νέος επιταχυντής σωματιδίων προβλέπεται να ξεπεράσει το CERN

Κινέζοι επιστήμονες παρουσίασαν στο Πεκίνο τα αναλυτικά σχέδιά τους και την πρόοδο που έχουν κάνει, έως σήμερα, για τη δημιουργία του μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων, ο οποίος θα έχει μέγεθος και δυνατότητες πέρα από αυτές του σημερινού επιταχυντή του CERN.

Πρόκειται για τον Κυκλικό Επιταχυντή Ηλεκτρονίων Ποζιτρονίων (Circular Electron Positron Collider-CEPC), η κατασκευή του οποίου αναμένεται να αρχίσει το 2022 και να έχει ολοκληρωθεί έως το 2030. Ο επιταχυντής θα βρίσκεται σε ένα υπόγειο τούνελ μήκους 100 χιλιομέτρων (έναντι 27 χλμ. του CERN), όπου ακτίνες ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων θα κυκλοφορούν από αντίθετες κατευθύνσεις.

Στο μέλλον, αφού ο CEPC λειτουργήσει επί μια δεκαετία, θα υπάρχει η δυνατότητα να αναβαθμισθεί σε Υπερ-Επιταχυντή Πρωτονίων-Πρωτονίων (Super Proton Proton Collider-SppC), ο οποίος θα φθάνει ενέργειες έως 70 TeV έναντι 14 TeV του CERN.

Στο μεταξύ, στη διάρκεια της πρώτης δεκαετίας (2030-2040), αναμένεται ότι ο CEPC θα παράγει πάνω από ένα εκατομμύρια μποζόνια του Χιγκς, εκατό εκατομμύρια μποζόνια W και σχεδόν ένα τρισεκατομμύριο μποζόνια Z (τα W και Ζ είναι φορείς της λεγόμενης ασθενούς δύναμης). Επίσης, από τη διάσπαση των μποζονίων Ζ θα παραχθούν δισεκατομμύρια κουάρκ διαφόρων ειδών.

Η αρχική ιδέα είχε παρουσιασθεί στη διεθνή κοινότητα το 2012 και έκτοτε χιλιάδες Κινέζοι φυσικοί και μηχανικοί τη «δούλευαν», σε συνεργασία και με ξένους συναδέλφους τους, για να την παρουσιάσουν λεπτομερώς τώρα, σε εκδήλωση στο Ινστιτούτο Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (IHEP) της κινεζικής πρωτεύουσας.

«Φυσικοί από πολλές χώρες θα εργασθούν μαζί για να εξερευνήσουν τα σύνορα της επιστήμης και της τεχνολογίας, ανεβάζοντας έτσι σε ένα νέο επίπεδο την κατανόησή μας για τη θεμελιώδη φύση της ύλης, της ενέργειας και του σύμπαντος» δήλωσε ο καθηγητής Γουάνγκ Γιφάνγκ, διευθυντής του IHEP και επικεφαλής της συντονιστικής επιτροπής για την κατασκευή του νέου επιταχυντή.

https://www.tanea.gr/2018/11/14/science-technology/neos-epitaxyntis-somatidion-provlepetai-na-kseperasei-to-cern/

Εκτός λειτουργίας έως το 2021 ο επιταχυντής του CERN.

Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) τέθηκε εκτός λειτουργίας έως την άνοιξη του 2021, προκειμένου να πραγματοποιηθούν εκτεταμένες εργασίες αναβάθμισης και εκσυγχρονισμού.

Κατά τη δεύτερη φάση λειτουργίας του (2015-2018), ο ισχυρότερος επιταχυντής του κόσμου λειτούργησε καλύτερα από κάθε προσδοκία, πετυχαίνοντας περίπου 16 εκατομμύρια δισεκατομμυρίων συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων, με ενέργεια 13 ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), παράγοντας ένα τεράστιο όγκο δεδομένων άνω των 300 petabytes (300 εκατομμυρίων gigabytes), πενταπλάσιο περίπου σε σχέση με τον πρώτο «γύρο» λειτουργίας του.

Μετά την αναβάθμισή του, ο επιταχυντής θα επανέλθει δριμύτερος, έχοντας ικανότητα για συγκρούσεις με ακόμη περισσότερη ενέργεια (14 TeV). Ενώ στη μεθεπόμενη φάση του (High-Luminosity LHC), που θα αρχίσει μετά το 2025, ο επιταχυντής θα είναι ακόμη πιο «φωτεινός».

Όπως δήλωσε η γενική διευθύντρια του CERN, η Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι, «κατά τα τελευταία χρόνια τα πειράματα του LHC έχουν κάνει τρομερή πρόοδο για την κατανόηση των ιδιοτήτων του μποζονίου Χιγκς, ενός ειδικού σωματιδίου, πολύ διαφορετικού από τα άλλα στοιχειώδη σωματίδια που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Οι ιδιότητές του μπορεί να μας δώσουν χρήσιμες ενδείξεις για μια φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο».

Εκτός από τη μελέτη του σωματιδίου Χιγκς, τα πειράματα του LHC κατά την προηγούμενη τετραετία ανακάλυψαν νέα «εξωτικά» σωματίδια όπως το Ξcc++ και τα πεντακουάρκ.

Μέχρι την επαναλειτουργία του μεγάλου επιταχυντή το 2021, οι φυσικοί θα έχουν αρκετό χρόνο για να αναλύσουν τα έως τώρα δεδομένα και να αναζητήσουν -σαν τους ψύλλους στα άχυρα- τις «υπογραφές» μιας νέας Φυσικής.

Η αναβάθμιση αφορά όλο το συγκρότημα των επιταχυντών και των ανιχνευτών.

Μεταξύ άλλων, ο πρώτος κρίκος στην επιταχυντική αλυσίδα, ο γραμμικός επιταχυντής Linac 2 θα παραχωρήσει τη θέση του στον Linac 4, ο οποίος θα επιταχύνει ιόντα υδρογόνου, τα οποία στη συνέχεια θα μετατρέπονται σε πρωτόνια.

Ο δεύτερος κρίκος, ο επιταχυντής Proton Synchrotron Booster, θα εφοδιασθεί με τελείως νέα και καλύτερα συστήματα, ενώ ο επιταχυντής Super Proton Synchrotron, ο τρίτος και τελευταίος κρίκος στην αλυσίδα πριν τον LHC, θα γίνει επίσης ικανότερος στην επιτάχυνση των δεσμών σωματιδίων.

Κάποιες βελτιώσεις θα γίνουν και στον ίδιο τον LHC, μεταξύ άλλων για την καλύτερη προστασία των τεράστιων υπεραγώγιμων μαγνητών του, τουλάχιστον 20 από τους οποίους θα αντικατασταθούν.

Θα συνεχισθούν τα κατασκευαστικά έργα για τον μελλοντικό «υψηλής φωτεινότητας μεγάλο επιταχυντή» (High-Luminosity LHC), νέες στοές θα συνδεθούν στο υπόγειο τούνελ του LHC, ενώ νέες τεχνολογίες υπεραγώγιμων μαγνητών θα δοκιμασθούν για πρώτη φορά. Ακόμη, όλα τα πειράματα του LHC (Atlas, CMS, Alice, LHcb) θα αναβαθμίσουν ζωτικά μέρη των ανιχνευτών τους μέσα στην επόμενη διετία.

http://www.kathimerini.gr/998473/article/epikairothta/episthmh/ektos-leitoyrgias-ews-to-2021-o-epitaxynths-toy-cern

FCC: O αντικαταστάτης του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC)στο CERN

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN), έδωσε σήμερα, από τη Γενεύη, στη δημοσιότητα, το σχέδιο του για τη δημιουργία ενός μεγαλύτερου κυκλικού επιταχυντή, ο οποίος θα αποτελέσει το διάδοχο του τωρινού Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).

Ο προτεινόμενος επιταχυντής -με το προσωρινό όνομα Future Circular Collider (FCC)- θα έχει σχεδόν τετραπλάσιο μήκος (100 χιλιομέτρων) σε σχέση με τον LHC και θα είναι σχεδόν δέκα φορές πιο ισχυρός, φθάνοντας σε ενέργεια ως 100 TeV, έτσι ώστε να είναι σε θέση να αναζητήσει νέα υποατομικά σωματίδια. Το κόστος του εκτιμάται σε περίπου 24 δισεκατομμύρια ευρώ, ποσό καθόλου ευκαταφρόνητο, αν και θεωρείται ότι θα καταβληθεί σιγά-σιγά από πολλές χώρες σε διάστημα αρκετών ετών (ίσως άνω των 20).

Δεν λείπουν οι επικριτές που υποστηρίζουν ότι ίσως είναι σπατάλη η κατασκευή ενός νέου ισχυρότερου επιταχυντή, όταν τα χρήματα θα μπορούσαν να δαπανηθούν σε κάτι πιο άμεσα χρήσιμο, όπως η μάχη κατά της κλιματικής αλλαγής ή για νέες βιοϊατρικές ανακαλύψεις.

Όμως η διευθύντρια του CERN Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι επέμεινε ότι ο FCC «θα έχει ένα τρομακτικό δυναμικό να βελτιώσει τις γνώσεις μας για τη θεμελιώδη φυσική και να προωθήσει πολλές τεχνολογίες με ευρείες επιπτώσεις στην κοινωνία».

Το σχέδιο του CERN -ένα ογκώδες κείμενο τεσσάρων τόμων που χρειάστηκε πέντε χρόνια για να ετοιμασθεί- θα εξετασθεί από μια διεθνή επιτροπή φυσικών, μαζί την εναλλακτική πρόταση για τη δημιουργία ενός γραμμικού επιταχυντή (CLIC), στο πλαίσιο της νέας Ευρωπαϊκής Στρατηγικής για τη Σωματιδιακή Φυσική, που θα παρουσιασθεί το 2020.

Σύμφωνα με την πρόταση, αρχικά θα δημιουργηθεί ένας κυκλικό τούνελ με μήκος 100 χιλιομέτρων, στο εσωτερικό του οποίου θα γίνονται συγκρούσεις ηλεκτρονίων με ποζιτρόνια (θετικά φορτισμένα ηλεκτρόνια). Το κόστος για αυτή την πρώτη φάση αναμένεται να φθάσει τα 9 δισ. ευρώ, ενώ ο επιταχυντής θα αρχίσει να λειτουργεί γύρω στο 2040 και θα διαρκέσει 15 έως 20 χρόνια.

Στη συνέχεια, στο ίδιο τούνελ θα κατασκευασθεί ένας ισχυρότερος επιταχυντής όπου θα γίνονται συγκρούσεις πρωτονίων και βαρέων ιόντων με ισχύ δεκαπλάσια της σημερινής. Το κόστος προϋπολογίζεται σε 15 δισ. ευρώ και η έναρξη λειτουργίας του προς το τέλος της δεκαετίας του 2050.

Η ελπίδα των επιστημόνων είναι ότι χάρη στον FCC θα ανοίξει ο δρόμος για ανακαλύψεις μιας νέας φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model). Το θεωρητικό αυτό πλαίσιο εξηγεί τη συμπεριφορά της ύλης και των δυνάμεων, αλλά στο σύμπαν υπάρχουν περισσότερα πράγματα να εξηγηθούν, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Πολλοί φυσικοί θεωρούν ότι μένουν και άλλα βασικά σωματίδια για να ανακαλυφθούν, ενώ μεγάλο ζητούμενο είναι επίσης το «πάντρεμα» της βαρύτητας (γενικής σχετικότητας) με την κβαντομηχανική.

Μέχρι σήμερα ο επιταχυντής του CERN έχει αποτύχει να βρει σωματίδια πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά ούτε κανείς μπορεί να εγγυηθεί ότι αυτό θα το πετύχει ο μελλοντικός FCC (αν όντως κατασκευασθεί).

https://physicsgg.me/2019/01/15/fcc-o-%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%cf%83%cf%84%ce%ac%cf%84%ce%b7%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bc%ce%b5%ce%b3%ce%ac%ce%bb%ce%bf%cf%85-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85/

Η γέννηση μιας μηχανής στο CERN

Το CERN, το ευρωπαϊκό εργαστήριο φυσικής υψηλών ενεργειών στη Γενεύη, αυτή την εποχή διανύει μια ενδιαφέρουσα περίοδο. Ξεκίνησε η διαδικασία για την επικαιροποίηση της ευρωπαϊκής στρατηγικής στον τομέα των υψηλών ενεργειών, μια διαδικασία που θα ολοκληρωθεί το 2020. (Ο τομέας υψηλών ενεργειών είναι τομέας της Φυσικής που ασχολείται με την κατανόηση του μικρόκοσμου και ως εκ τούτου της φύσης, με κύρια εργαλεία μεγάλους ερευνητικούς επιταχυντές. Επιταχυντές είναι επιστημονικές μηχανές που χρησιμοποιούν ένα τέχνασμα –τη μετατροπή ενέργειας σε μάζα– για να εξαναγκάσουν τη φύση να κάνει τη δουλειά της, ενώ είμαστε έτοιμοι να την παρατηρήσουμε.)

Η διαδικασία της επικαιροποίησης γίνεται κάθε πέντε χρόνια και καθορίζει τη μεσοπρόθεσμη στρατηγική της Ευρώπης στον τομέα του big science (επιστήμη μεγάλων υποδομών) στη σωματιδιακή φυσική. Το μέλλον του CERN, που σήμερα είναι ο αδιαφιλονίκητος ηγέτης στον τομέα, διακυβεύεται σε σημαντικό βαθμό από αυτή τη διαδικασία – αν θα παραμείνει δηλαδή στην κορυφή ή αν σιγά σιγά άλλα εργαστήρια, ίσως από την Ασία, θα πάρουν το στέμμα. Ενας από τους μελλοντικούς επιταχυντές για τους οποίους θα κληθεί η επιτροπή Ευρωπαϊκής Στρατηγικής να εκφέρει γνώμη είναι μια μηχανή με ξεχωριστή θέση στην καρδιά μου, μια και ήμουν εκεί από τα πρώτα της βήματα.

Οι ημέρες πριν από τη 13η Δεκεμβρίου του 2011 ήταν κάθε άλλο παρά βαρετές στην ιστορία του CERN: μόλις είχαμε μάθει πως στις 13 του μηνός θα γινόταν μια απρογραμμάτιστη ομιλία στο κύριο αμφιθέατρο όπου θα ανακοινωνόταν η πολύ ισχυρή ένδειξη ότι το σωματίδιο Higgs, που είχε ξεφύγει ανίχνευσης για 48 ολόκληρα χρόνια, είχε επιτέλους απομονωθεί. Η τελευταία φορά που κάτι παρόμοιο συνέβη, η ανακάλυψη ενός σωματιδίου που με αξιώσεις μπορούσε να διεκδικήσει το βραβείο Νομπέλ, ήταν το 1983. Το ενδιαφέρον όμως δεν ήταν σε αυτή την εξέλιξη, λίγο πολύ αναμενόμενη, αλλά στη μάζα αυτού του καινούργιου σωματιδίου: είχε την ιδιαίτερα χαμηλή τιμή των 125GeV (γίγα-ηλεκτρονιοβόλτ, μονάδα μέτρησης μάζας). Οι μονάδες δεν έχουν ιδιαίτερη σημασία, σημασία έχει πως από όλο το εύρος των αναμενόμενων μαζών γι’ αυτό το σωματίδιο η φύση είχε διαλέξει μια ιδιαίτερα χαμηλή τιμή.

Μία από εκείνες τις ημέρες ήπια καφέ στην καφετέρια του CERN με δύο ανθρώπους που θα άλλαζαν την καριέρα μου σε μεγάλο βαθμό, και ίσως την ιστορία της επιστήμης: με τον καθηγητή του πανεπιστημίου της Γενεύης Αλεν Μπλοντέλ, επιστήμονα που γνώριζα από προηγούμενα πειράματα που είχαμε συμμετάσχει μαζί τη δεκαετία του ’90, και τον Φρανκ Ζίμερμαν, έναν εξαίρετο επιστήμονα επιταχυντών με τον οποίο θα γνωριζόμασταν πολύ στενά τα επόμενα χρόνια. Συζητήσαμε, λοιπόν, με τους συναδέλφους πως η μάζα του σωματιδίου Higgs είναι τόσο χαμηλή, που η επικρατούσα άποψη της περιόδου εκείνης, ότι ένα μελλοντικό εργοστάσιο παραγωγής σωματιδίων Higgs θα έπρεπε αναγκαστικά να είναι ένας γραμμικός επιταχυντής ηλεκτρονίων, δεν ήταν σωστή. (Σε γενικές γραμμές, ένας γραμμικός επιταχυντής υπερτερεί ενός κυκλικού στις υψηλές ενέργειες, ενώ για χαμηλές ενέργειες –κοντά στη μάζα που μετρήθηκε για το σωματίδιο Higgs– ένας κυκλικός επιταχυντής είναι πιο αποτελεσματικός.) Τους προέτρεψα, λοιπόν, να δημοσιεύσουμε μια μελέτη με αυτή ακριβώς τη ρηξικέλευθη ιδέα όσο το δυνατόν πιο γρήγορα, και υποσχέθηκα να βοηθήσω στην ανάλυση και προώθηση της ιδέας. Η μελέτη αυτή κυκλοφόρησε άτυπα στις 12 Δεκεμβρίου, πάνω στην ώρα για τη μεγάλη ανακοίνωση στις 13 του μηνός, και για πρώτη φορά δημοσιεύθηκε τον Μάιο του 2012 σε ένα συνέδριο στις Ηνωμένες Πολιτείες. Την υπογράφουμε τέσσερις συνάδελφοι.

Το επόμενο βήμα ήταν η στρατολόγηση συνεργατών που θα πίστευαν και θα βοηθούσαν στο εγχείρημα. Πλησίασα τον Τζον Ελις, πεπειραμένο θεωρητικό φυσικό με εξαιρετικό κύρος στον τομέα μας (και παρεμπιπτόντως αυτόν που πρότεινε, μαζί με τον Ελληνα Δημήτρη Νανόπουλο, τον βέλτιστο τρόπο δημιουργίας και ως εκ τούτου ανίχνευσης του σωματιδίου). Ηταν ενθουσιώδης και εντάχθηκε στην ομάδα αμέσως.

Οι επάνω όροφοι

Η στρατολόγηση συνεχίστηκε και πολύ σύντομα μας κάλεσαν στον πέμπτο όροφο του κεντρικού κτιρίου του CERN, στο γραφείο του διευθυντού ερευνών. Η ιδέα μας είχε ήδη προκαλέσει πονοκεφάλους στους επάνω ορόφους: Εδινε μεν τη δυνατότητα ενός λαμπρού μέλλοντος για το CERN, αλλά οι λεπτές γεωπολιτικές ισορροπίες (ναι, ακόμα και στον τομέα της επιστήμης) δημιουργούσαν προβλήματα. Ο διευθυντής ερευνών, ο Ιταλός Σέρτζιο Μπερτολούτσι, ήταν πολύ ευγενικός, αλλά μας ανέφερε πέντε τεχνικούς λόγους γιατί η πρότασή μας δεν θα μπορούσε ποτέ να υλοποιηθεί. Η ομορφιά της επιστημονικής μεθόδου είναι πως μπορείς πολύ γρήγορα να αποδείξεις ποιος έχει δίκιο σε κάποιο τεχνικό ζήτημα, και το εγχείρημά μας βγήκε από τη διαδικασία πιο δυνατό από ποτέ, αφού αποδείξαμε πως, τουλάχιστον στο χαρτί, ένας τέτοιος επιταχυντής, αν και πολύ φιλόδοξος, όντως θα λειτουργούσε.

Η πρώτη σοβαρή κρίση ήρθε λίγους μήνες μετά την πρώτη δημοσίευση της ιδέας. Ο Ρώσος επιστήμονας Βάλερι Τελνόφ δημοσίευσε τους υπολογισμούς του πως, σύμφωνα με τις παραμέτρους που είχαμε επιλέξει, η ζωή της δέσμης μας, του μέσου χρόνου δηλαδή που τα ηλεκτρόνια θα παρέμεναν στον επιταχυντή, θα ήταν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η ζωή της δέσμης, ακόμα και σε έναν μοντέρνο επιταχυντή σαν και αυτόν που σχεδιάζαμε, πρέπει να είναι εύλογη (αρκετά λεπτά της ώρας) για μια εύρυθμη λειτουργία. Ενα δίμηνο σκληρής δουλειάς τελικά ήταν αρκετό για να βρούμε μια νησίδα στον ωκεανό των παραμέτρων που θα απέφευγε το πρόβλημα.

Η μηχανή που προτείναμε (προτιμήσαμε τα ηλεκτρόνια, λόγω χαμηλότερου κόστους και υψηλότερης απόδοσης σε σχέση με πρωτόνια για τη φυσική που μας ενδιέφερε, τη μελέτη των ιδιοτήτων του τελευταίως ανακαλυφθέντος σωματιδίου Higgs – εξάλλου, μηχανή ηλεκτρονίων μπορεί αργότερα να αναβαθμιστεί σε μηχανή πρωτονίων, όπως ήδη κάναμε στο CERN τη δεκαετία του 1990-2000) ερχόταν σε τρία μεγέθη: 27 χιλιόμετρα (όσο είναι το υπάρχον τούνελ του LHC στο CERN), 50 χιλιόμετρα και 80 χιλιόμετρα.

Η ιδέα του μεγαλύτερου

Στη Διεύθυνση άρεσε περισσότερο η ιδέα του μεγαλύτερου επιταχυντή (ο μικρός θα αντιμετώπιζε προβλήματα συμβίωσης για τον τωρινό επιταχυντή, μία και μόνο μηχανή μπορεί να εγκατασταθεί στο υπάρχον τούνελ ανά πάσα στιγμή). Η γεωλογική εξέταση έδειξε πως ένας επιταχυντής 80 χιλιομέτρων δεν χωράει στην περιοχή γύρω από τη Γενεύη (υπάρχουν περιορισμοί λόγω γειτονικών βουνών), ενώ ένας επιταχυντής 100 χιλιομέτρων δεν έχει πρόβλημα. Ετσι καταλήξαμε στον μαγικό αριθμό 100 για το μέγεθος του επιταχυντή.

Οι εξελίξεις ήταν ραγδαίες. Στα επόμενα πέντε χρόνια δούλεψα σχεδόν αποκλειστικά στο θέμα. Από τρεις γίναμε τόσοι που δεν μπορούσαμε πλέον να αγνοηθούμε. Εδωσα την πρώτη ομιλία παγκοσμίως, νομίζω, για το θέμα σε ένα συνέδριο Φυσικής στην Ελλάδα, στα Ιωάννινα, τον Απρίλιο του 2012. (Αν ρωτάτε για την απήχηση της ομιλίας: Οι συνάδελφοι ήταν πλήρως απασχολημένοι με τον υπάρχοντα επιταχυντή και δεν κατάφερα να εξασφαλίσω ελληνικές συμμετοχές στο εγχείρημα – ήταν εξάλλου πολύ νωρίς). Το εγχείρημά μας έγινε πλέον επίσημη μελέτη του Οργανισμού και ζητήθηκε από την ομάδα (που πλέον έχει μεγαλώσει στα 300 άτομα) να συντάξει μια εννοιολογική έκθεση σχεδιασμού (conceptual design report) μέσα στο 2019 για την επιτροπή Ευρωπαϊκής Στρατηγικής. Η έκθεση δημοσιεύθηκε στις 15 Ιανουαρίου 2019, την εβδομάδα που μας πέρασε.

H επόμενη ημέρα μετά την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs

Λίγους μήνες μετά την άτυπη δημοσίευση της ιδέας, σε ένα συνέδριο στο Fermilab στην Αμερική το 2012, ανακαλύψαμε πως οι Κινέζοι συνάδελφοί μας άρχισαν επίσης να δουλεύουν στον σχεδιασμό μιας παρόμοιας μηχανής, 50-70 χιλιομέτρων.

Τα ταξίδια στην Κίνα από τη μεριά μου αυξήθηκαν (ο τομέας μας στην Κίνα έχει πολλά νέα παιδιά έτοιμα να συνεισφέρουν, δεν έχει όμως τη γενιά των πενηντάρηδων για να τους κατευθύνουν).

Μερικά χρόνια αργότερα μάθαμε πως τα 100 χιλιόμετρα ήταν επίσης το προτεινόμενο μέγεθος του κινεζικού εγχειρήματος: Πλέον, οι δύο κατασκευές από απόσταση μοιάζουν πανομοιότυπες.

Το τοπίο στον κόσμο της φυσικής υψηλών ενεργειών σε σχέση με την επόμενη ημέρα είναι ομιχλώδες. Ναι, με την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs, του τελευταίου σωματιδίου που πρέσβευε η θεωρία αλλά δεν είχε ανιχνευθεί, κλείνει ένα κεφάλαιο στην κατανόηση της φύσης. Εχουμε πλέον μια θεωρία που δουλεύει εξαιρετικά καλά, είναι αυτοσυνεπής και ισχύει για όλες τις καταστάσεις. Παρ’ όλα αυτά, είναι πιο πολύπλοκη από ό,τι θα θέλαμε και μας λείπει η εκ βαθέων κατανόηση. Επιγραμματικά θα μπορούσα να πω πως ξέρουμε πλέον με ποιο τρόπο δουλεύει η φύση, αλλά δεν ξέρουμε γιατί δουλεύει όπως δουλεύει. Και το γιατί είναι μια πολύ πιο ενδιαφέρουσα ερώτηση από το πώς. Αρα, έχουμε ακόμα πολλή δουλειά μπροστά μας. Ποιο είναι λοιπόν το βέλτιστο επόμενο βήμα; Η θεωρία δεν μας δίνει μια ξεκάθαρη κατεύθυνση.

Η γεωπολιτική της επόμενης μηχανής, επίσης, είναι φοβερά ενδιαφέρουσα. δεν είναι μόνο τεχνικά κριτήρια που παίζουν ρόλο. Αυτό είναι κάτι που μας βρίσκει απροετοίμαστους, αφού ως επιστήμονες έχουμε συνηθίσει τον πολύ απλό τρόπο της ανάδειξης του βέλτιστου μέσα από την επιστημονική μέθοδο.

Πολλές οι παράμετροι

Οι μηχανές που είχαν σχεδιαστεί με μεγάλη λεπτομέρεια τα τελευταία 20 χρόνια (οι γραμμικοί επιταχυντές ILC και CLIC) έχουν λόγο ύπαρξης μόνο σε περίπτωση που ένα βαρύ σωματίδιο θα είχε ανακαλυφθεί, κάτι που δεν συνέβη μέχρι σήμερα. Παρ’ όλα αυτά, οι συνάδελφοι που έχουν σχεδιάσει τους γραμμικούς επιταχυντές δεν θα ήθελαν να δουν της ιδέα τους να χάνεται στη λήθη της ιστορίας της επιστήμης. Επίσης, το κόστος και η δέσμευση σε χρόνο και ανθρώπινη προσπάθεια των υποδομών είναι υψηλό – οι καινούργιοι επιταχυντές που σχεδιάζονται έχουν κόστος όσο η γέφυρα Ρίου – Αντιρρίου και χρονικό ορίζοντα μισό αιώνα.

Στη Μόσχα το 2015, σε ένα συνέδριο Φυσικής στο πανεπιστήμιο Λομονόσοφ, είχα την ευκαιρία να γνωρίσω έναν από τους αρχηγούς του ILC, τον Μπάρι Μπάρις.

Η γνωριμία μας δεν ξεκίνησε με τον καλύτερο τρόπο: αυτός υπέρμαχος του γραμμικού επιταχυντή, εγώ να διαμαρτύρομαι για το ότι δεν παρουσίαζε το εγχείρημά μας σωστά. Η κρουαζιέρα το βράδυ στον ποταμό Μόσχοβα μας έδωσε την ευκαιρία να γνωριστούμε: έβλεπα πως έχω μπροστά μου έναν εξαίρετο επιστήμονα, παθιασμένο γι’ αυτό που κάνει. Κρατήσαμε επαφή και μόλις πήρε το Νομπέλ τo 2017 του έγραψα για να τον συγχαρώ θερμά. Μου απάντησε με εξαιρετική μετριοφροσύνη.

Πού θα κατασκευαστεί η επόμενη μηχανή; Οι προβλέψεις είναι δύσκολες. Εμείς, όμως, προσπαθήσαμε, από εκείνη την ημέρα του 2011 στην καφετέρια του CERN, να δώσουμε στο CERN και στην Ευρώπη ακόμη μία δυνατότητα με εξαιρετική προοπτική.

* Ο κ. Μιχάλης Κορατζίνος είναι ερευνητής στο CERN.

https://physicsgg.me/2019/01/22/%ce%b7-%ce%b3%ce%ad%ce%bd%ce%bd%ce%b7%cf%83%ce%b7-%ce%bc%ce%b9%ce%b1%cf%82-%ce%bc%ce%b7%cf%87%ce%b1%ce%bd%ce%ae%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%bf-cern/

Ελληνικές επιχειρήσεις προμηθεύουν το CERN από στυλό μέχρι εξειδικευμένα υλικά.

Ένα βήμα πιο κοντά στις προμήθειες του CERN βρίσκονται οι ελληνικές επιχειρήσεις, μετά και την πρόσφατη οργανωμένη αποστολή της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας και της Τεχνόπολης Θεσσαλονίκης στην έδρα του ευρωπαϊκού οργανισμού πυρηνικών ερευνών στη Γενεύη - ήδη περίπου 50 ελληνικές επιχειρήσεις, οι περισσότερες από την Κεντρική Μακεδονία, έχουν ενταχθεί στη λίστα των προμηθευτών του CERN. Πρόκειται για εταιρείες που είτε εκπροσωπήθηκαν στις δύο αποστολές που διοργάνωσε η Περιφέρεια είτε είχαν επιχειρήσει, μέσω πανεπιστημιακών ιδρυμάτων, κάποια επικοινωνία με τον ερευνητικό οργανισμό.

Τρία εκατομμύρια ευρώ το ύψος των προμηθειών του CERN σε ελληνικές εταιρείες το 2018

Σύμφωνα με τον σύνδεσμο επικοινωνίας των ελληνικών εταιρειών με το CERN, αναπληρωτή καθηγητή στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, Νικόλαο Μάνθο, το ύψος των προμηθειών του CERN σε ελληνικές εταιρείες για το 2018 διαμορφώθηκε σε περίπου τρία εκατομμύρια ευρώ. «Στις διαδικασίες αυτές συμμετείχαν περίπου 20 εταιρείες, οι μεγαλύτερες εκ των οποίων υπέγραψαν συμβόλαια για ποσά της τάξης των 500.000 ή 700.000 ευρώ. Η 15η στη σειρά εταιρεία σύναψε, για παράδειγμα, συμβόλαιο ύψους 40.000 ευρώ, ενώ υπάρχουν και μικρότερου ύψους συμβόλαια» τονίζει ο κ. Μάνθος στο ΑΠΕ - ΜΠΕ.

Τόσο ο ίδιος, όσο και οι υπηρεσίες της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας, διαβεβαιώνουν για το ενδιαφέρον που υπάρχει από την πλευρά του ερευνητικού οργανισμού για την υποστήριξη των ελληνικών επιχειρήσεων, δεδομένου ότι και η Ελλάδα ως χώρα χρηματοδοτεί τις ερευνητικές δραστηριότητες του CΕRN, ενώ στόχος του ερευνητικού προγράμματος είναι να επιστρέφει οφέλη στις χώρες - μέλη του.

Από στυλό μέχρι μικροτσίπ

Η διαδικασία των προμηθειών, ωστόσο, δεν αφορά μόνο εξειδικευμένα υλικά που χρησιμοποιούνται στα πειράματα του CERN. Όπως έχει δηλώσει ο περιφερειάρχης Κεντρικής Μακεδονίας, Απόστολος Τζιτζικώστας, οι ελληνικές επιχειρήσεις από την Περιφέρεια θα μπορούν να προμηθεύουν το CΕRN με διάφορα είδη, από στυλό και δομικά υλικά μέχρι γραφική ύλη και μικροτσίπ.

Κάτι τέτοιο είναι εφικτό καθώς τα συστήματα και οι υποδομές του μεγαλύτερου επιστημονικού πειράματος του κόσμου στην Ελβετία, βρίσκονται σε φάση αναβάθμισης.

Για παράδειγμα, προσκλήσεις υποβολής προσφορών που δημοσιεύτηκαν το 2018 και μέχρι στιγμής το 2019 αφορούσαν σκληρούς δίσκους, μονάδες ηλεκτρονικών υπολογιστών, βιβλιοθήκες μαγνητικών ταινιών, οπτικούς ανιχνευτές, αισθητήρες θερμοκρασίας, ενισχυτές, τροφοδοτικά ρεύματος, ηλεκτρικό εξοπλισμό, servers, μνήμες, αισθητήρες σιλικόνης, δοχεία, βιομηχανικές καλωδιώσεις, δομικά υλικά, βίδες, μετασχηματιστές, υγρό άζωτο, κρυσταλλικά από ανοξείδωτο χάλυβα, μονάδες αερισμού, θέρμανσης και κλιματισμού, συστήματα ψύξης κ.α. Πρόσκληση για προσφορές υπήρξε επίσης και για μια σειρά άλλων ειδών και υπηρεσιών όπως μηχανοκίνητες πόρτες, υπηρεσίες πολιτικού μηχανικού, έρευνες αγοράς ή υπηρεσίες κατεδάφισης.

Οδηγίες βήμα - βήμα για την εγγραφή εταιρειών στη λίστα των προμηθευτών του Cern

Τις οδηγίες που δίνει σε κάθε ενδιαφερόμενο ο σύνδεσμος επικοινωνίας των ελληνικών εταιρειών με το CERN, αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, Νικόλαος Μάνθος, παρουσιάζει ο ίδιος στο ΑΠΕ - ΜΠΕ. Πιο συγκεκριμένα, στην ιστοσελίδα του οργανισμού https://procurement.cern

μια εταιρεία μπορεί να εγγραφεί στη λίστα των προμηθευτών του CERN, αλλά και να εισάγει πληροφορίες για τη δραστηριότητά της καθώς και στοιχεία επικοινωνίας.

«Στη συγκεκριμένη επιλογή ζητούνται οι κωδικοί των προϊόντων ή των υπηρεσιών που παράγει ή προσφέρει μια εταιρεία και είναι αρκετά εύκολο να τους γράψει κάποιος στη σχετική φόρμα. Με αυτό τον τρόπο, όταν γίνεται έρευνα αγοράς από το CERN, κατευθείαν, μέσω των κωδικών, επιλέγονται οι εταιρείες που τους έχουν καταχωρήσει και έτσι ενημερώνονται ότι υπάρχει κάτι που είναι προς προκήρυξη» αναφέρει χαρακτηριστικά ο κ. Μάνθος.

Το δεύτερο βήμα, σύμφωνα με τον ίδιο, είναι να παρακολουθεί κάθε ενδιαφερόμενος τις μελλοντικές προκηρύξεις του CERN μέσω της ιστοσελίδας

https://found.cern.

Αυτό είναι χρήσιμο καθώς όταν έρθει το μήνυμα από την υπηρεσία αγορών του CERN για την κατάθεση μιας προσφοράς, το χρονικό περιθώριο για μια τέτοια ενέργεια μπορεί να είναι σύντομο, ενδεχομένως δέκα με δεκαπέντε μέρες. Συνεπώς, εφόσον κάποιος γνωρίζει από την αρχή ότι πρόκειται να δημοσιευτεί μια προκήρυξη που τον αφορά, θα έχει περισσότερο χρόνο να προετοιμάσει την προσφορά του και τα στοιχεία που θα στείλει στον ερευνητικό οργανισμό, όταν αυτά του ζητηθούν.

Εκτός από τα δύο βήματα για την εγγραφή εταιρειών στη λίστα των προμηθευτών του CERN και τις μελλοντικές του προκηρύξεις, οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να ενημερωθούν για όλες τις διαδικασίες που ακολουθούνται στις προμήθειες.

Στον σύνδεσμο

https://procurement.web.cern.ch/

περιγράφονται, μεταξύ άλλων, ο χρόνος που απαιτείται για κάθε διαδικασία, τα βήματα που πρέπει να ακολουθήσουν οι ενδιαφερόμενοι, ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η έρευνα αγοράς, η πρόσκληση προς τους ενδιαφερόμενους, τα τεχνικά έγγραφα που καλούνται να καταθέσουν οι εταιρείες καθώς και τα ερωτηματολόγια που πρέπει να συμπληρώσουν, ο τρόπος επικοινωνίας με τους υποψήφιους προμηθευτές, συχνές ερωτήσεις και απαντήσεις, τεχνικές και οικονομικές διευκρινίσεις και άλλες λεπτομέρειες.

Υπάρχουν επίσης διαθέσιμα όλα τα στοιχεία επικοινωνίας με τους εκπροσώπους τους CERN στην έδρα του τη Γενεύη, τηλεφωνικά και ηλεκτρονικά καθώς και στοιχεία επικοινωνίας με τους συνδέσμους του σε κάθε χώρα.

Σε κάθε περίπτωση, οι διαδικασίες που ακολουθεί το CERN προβλέπουν την απευθείας προμήθεια υλικών μέχρι το ποσό των 10.000 ευρώ. Για προμήθειες μέχρι 40.000 ευρώ ο οργανισμός έχει τη δυνατότητα να απευθυνθεί σε προμηθευτές που γνωρίζει ή είχε συνεργασία μαζί τους στο παρελθόν ώστε να ζητήσει προσφορές. Για ποσά άνω των 40.000 ευρώ διενεργείται ανοιχτός διαγωνισμός στον οποίο μπορεί οποιοσδήποτε να προσέλθει και να καταθέσει προσφορές. Για προμήθειες άνω των 500.000 ευρώ οι διαδικασίες είναι αρκετά πιο πολύπλοκες.

«Σε ορισμένες περιπτώσεις οι υπηρεσίες του CERN αναλαμβάνουν να ελέγξουν αν κάποιες εταιρείες είναι αξιόπιστες. Έτσι, υπάλληλοι του Τμήματος Προμηθειών του Οργανισμού επισκέπτονται την έδρα των εταιρειών που επιδιώκουν να αναλάβουν κάποια προμήθεια, προκειμένου να ενημερωθούν από κοντά για την ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων και των παρεχόμενων υπηρεσιών τους» υπογραμμίζει ο κ. Μάνθος.

http://www.kathimerini.gr/1009151/article/oikonomia/epixeirhseis/ellhnikes-epixeirhseis-promh8eyoyn-to-cern-apo-stylo-mexri-e3eidikeymena-ylika

Γιατί υπάρχει το Σύμπαν; Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων μπορεί να έχει την Απάντηση.

Οι φυσικοί του CERN, που φιλοξενούν το μεγαλύτερο θόλο του κόσμου, έχουν για πρώτη φορά παρατηρήσει τις διαφορές στην καθυστέρηση των σωματιδίων και των αντισωματιδίων που περιέχουν τα κουάρκ γοητείας - τα δομικά στοιχεία της ύλης. Το εύρημα μπορεί να παράσχει ενδείξεις για το γιατί υπάρχει το Σύμπαν. "Είναι ιστορικό ορόσημο", δήλωσε ο Sheldon Stone, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο των Συρακουσών. Για κάθε σωματίδιο υπάρχει ένα αντισωματίδιο, πανομοιότυπο στη μάζα αλλά αντίθετο στην ηλεκτρική φόρτιση. Όταν ένα σωματίδιο συναντά ένα αντι-σωματίδιο, αναιρούν το ένα το άλλο. Θεωρητικά, η Μεγάλη Έκρηξη θα έπρεπε να έχει δημιουργήσει την ύλη και την αντιύλη σε ίσα μέρη, και τα σωματίδια θα έπρεπε να έχουν εξολοθρευτεί μεταξύ τους, αφήνοντας μόνο τίποτα εκτός από την καθαρή ενέργεια. Ωστόσο, γνωρίζουμε ότι αυτό δεν συνέβη. Αντ 'αυτού, 1 σε ένα δισεκατομμύριο κουάρκ επέζησε, με αποτέλεσμα το σύμπαν που υπάρχει σήμερα. "Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια και τα αντισωματίδια δεν πρέπει να συμπεριφέρονται εξ ολοκλήρου πανομοιότυπα", δήλωσε ο Stone. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα σωματίδια και τα αντισωματίδια αποσυντίθενται με ελαφρώς διαφορετικούς ρυθμούς - ένα φαινόμενο που οι φυσικοί ονομάζουν παραβίαση φόρτισης-ισοτιμίας (CP).

Η ιδέα δεν είναι καινούργια - ο ρωσικός φυσικός Αντρέι Ζαχάρωφ το είχε προτείνει το 1967 για να εξηγήσει γιατί η ύλη επέζησε από το Big Bang . "Αυτό είναι ένα από τα απαραίτητα κριτήρια για να υπάρξει", δήλωσε ο Stone, "έτσι είναι σημαντικό να καταλάβουμε ποια είναι η προέλευση της παραβίασης του CP." Τα κουάρκ είναι τα πιο στοιχειώδη σωματίδια της ύλης που συνδυάζονται για να σχηματίσουν σύνθετα σωματίδια, , τα πιο σταθερά από τα οποία είναι πρωτόνια και νετρόνια. Οι φυσικοί παρατήρησαν την παραβίαση του CP σε περίεργα κουάρκς το 1964 και στα κάτω κουάρκς το 2001. Είχαν υποθέσει ότι η παραβίαση του CP λαμβάνει χώρα και στα κουάρκ γοητείας, αλλά δεν το είχαν δει μέχρι τώρα. Χρησιμοποιώντας τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων 27-χιλιομέτρων δαχτυλίδι που σπάει σωματίδια για να τα διασπάσουν στα συστατικά μέρη τους, οι ερευνητές παρατήρησαν τους συνδυασμούς κουάρκ που ονομάζονται μεσόνια, συγκεκριμένα το D0 ("d-zero") meson και το αντι-D0 meson.The D0 meson αποτελείται από μια γοητεία κουάρκ και ένα αντικραδασμικό κουάρκ, ενώ το κουάρκ anti-D0 συνδυάζει ένα κουάρκ επάνω και ένα κουάρκ κατά της γοητείας. Οι ερευνητές μέτρησαν τη διαφορά στα ποσοστά αποσύνθεσης μεταξύ των δύο τύπων μεσονίων και διαπίστωσαν ότι οι λόγοι αποσύνθεσης διαφέρουν κατά ένα δέκατο του ποσοστού.

"Αυτό σημαίνει ότι το D0 και το αντι-D0 δεν αποσυντίθενται με τον ίδιο ρυθμό, και αυτό καλούμε την παραβίαση CP", δήλωσε ο Stone. Πρόσθεσε ότι ενώ οι διαφορές στις αναλογίες των αποσυντονιών δεν εξηγούν πλήρως τι συνέβη μετά το Big Bang για να αφήσει τόσο πολύ καλύτερα, είναι ακόμα ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα. Τώρα, Stone είπε, εναπόκειται στους θεωρητικούς φυσικούς να κατανοήσουν τα ευρήματα. Το ερώτημα μπροστά τους είναι εάν το Πρότυπο Μοντέλο της Φυσικής των σωματιδίων - ένα μοντέλο που χρησιμοποιείται για να εξηγήσει όλα τα υποατομικά στοιχεία - μπορεί να εξηγήσει τις μετρήσεις του κουάρκ γοητείας ή αν χρειάζεται ένα νέο μοντέλο φυσικής. "Αν αυτό μπορούσε να εξηγηθεί μόνο από τη νέα φυσική, αυτή η νέα φυσική θα μπορούσε να περιέχει την ιδέα για το πού προέρχεται αυτή η παραβίαση του CP", δήλωσε ο Stone.

https://asgardia.space/en/news/Why-Does-the-Universe-Exist-The-Large-Hadron-Collider-May-Have-the-Answer

Ανακαλύφθηκε ένα νέο πεντακουάρκ.

Οι ερευνητές που συμμετέχουν στο πείραμα LHCb ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου που συνίσταται από 5 κουάρκ. Το νέο σωματίδιο ονομάζεται Pc(4312)+, και διασπάται σε ένα πρωτόνιο και ένα σωματίδιο J/ψ (αποτελείται από ένα γοητευτικό κουάρκ και ένα αντι-γοητευτικό κουάρκ). Η στατιστική σημασία της παρατήρησης φτάνει στα 7,3 σίγμα, και ξεπερνάει το όριο των 5 σίγμα που παραδοσιακά απαιτείται για να γίνει αποδεκτή η ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου (ακρίβεια 5 σίγμα σημαίνει ότι υπάρχει πιθανότητα 1 στα 3,5 εκατομμύρια η ανακάλυψη να είναι μια στατιστική διακύμανση των μετρήσεων) .

Υπάρχουν δυο κατηγορίες αδρονίων: τα βαρυόνια που συνίστανται από 3 κουάρκ και τα μεσόνια από 2 κουάρκ (ζεύγη κουάρκ – αντικουάρκ). Τα αδρόνια που δεν ανήκουν σ’ αυτές τις κατηγορίες είναι γνωστά ως εξωτικά αδρόνια. Όταν ο Murray Gell-Mann πρότεινε το 1964 το μοντέλο των κουάρκ, ανέφερε τη δυνατότητα εξωτικών αδρονίων όπως τα πεντακουάρκ. Πέρασαν 50 χρόνια από τότε μέχρι να αποδειχθεί πειραματικά η ύπαρξή τους. Τον Ιούλιο του 2015, οι ερευνητές του LHCb ανέφεραν την ανακάλυψη δυο διαφορετικών πεντακουάρκ, των Pc+(4380) και Pc+(4450), με μάζες 4380 MeV και 4450 ΜeV αντίστοιχα. Το νέο σωματίδιο Pc(4312)+, είναι ένα ελαφρύτερο πεντακουάρκ με μάζα 4312 MeV και η ύπαρξή του ρίχνει νέο φως στη φύση των εξωτικών αδρονίων.

Η ανάλυση των δεδομένων αποκάλυψε επίσης και μια πιο σύνθετη δομή, την Pc(4450)+, που συνίσταται από δυο επικαλυπτόμενες κορυφές Pc(4440)+ και Pc(4457)+, με στατιστική ακρίβεια 5,4 σίγμα. Στην περίπτωση αυτή απαιτούνται περισσότερα πειραματικά δεδομένα, αλλά και θεωρητική μελέτη για να κατανοηθούν πλήρως οι παρατηρούμενες καταστάσεις.

https://physicsgg.me/2019/03/26/%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%b1%ce%bb%cf%8d%cf%86%ce%b8%ce%b7%ce%ba%ce%b5-%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%bd%ce%ad%ce%bf-%cf%80%ce%b5%ce%bd%cf%84%ce%b1%ce%ba%ce%bf%cf%85%ce%ac%cf%81%ce%ba/

Η Ελλάδα εξετάζει το ενδεχόμενο για αναβαθμισμένο ρόλο στο CERN.

Τη δυνατότητα να αυξήσει η Ελλάδα την ανταποδοτικότητα της ετήσιας οικονομικής εισφοράς της στο CERN, προς όφελος των Ελλήνων ερευνητών και της βιομηχανίας, συζήτησαν ο αναπληρωτής υπουργός Έρευνας και Καινοτομίας Κώστας Φωτάκης και η γενική γραμματέας Έρευνας και Τεχνολογίας Πατρίτσια Κυπριανίδου σε συνάντηση που πραγματοποιήθηκε στις εγκαταστάσεις του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη, με τη Γενική Διευθύντρια του CERN Fabiola Gianotti και στελέχη του Οργανισμού.

Συζητήθηκαν επίσης οι προοπτικές αναβάθμισης των πειραμάτων που σχεδιάζονται για τα επόμενα χρόνια, καθώς και το ενδεχόμενο συνεργειών του CERN με το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΕΛΙΔΕΚ), με στόχο τη στήριξη των νέων επιστημόνων ως ανάχωμα στη «διαρροή εγκεφάλων» (brain drain).

Στη συνάντηση συμμετείχαν επίσης από ελληνικής πλευράς ο επιστημονικός εκπρόσωπος της χώρας στο Συμβούλιο του CERN καθηγητής Κ. Φουντάς, στελέχη της Μόνιμης Ελληνικής Αντιπροσωπείας στη Γενεύη, καθώς και ο Εμμανουήλ Τσεσμελής, αρμόδιος για θέματα Ελλάδας στο CERN, όπως αναφέρει το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων.

Η ελληνική αντιπροσωπεία ξεναγήθηκε στα πειράματα CMS και ATLAS και είχε την ευκαιρία συζήτησης με Έλληνες επιστήμονες, μεταπτυχιακούς φοιτητές, μεταδιδάκτορες και εργαζόμενους στο CERN για τις ερευνητικές προοπτικές και τις ευκαιρίες επιστημονικής σταδιοδρομίας που έχουν διαμορφωθεί στη χώρα τα τελευταία χρόνια.

Η ελληνική κυβέρνηση, από το 2015 έως σήμερα, παρά τις δημοσιονομικές δυσκολίες, αποπληρώνει με συνέπεια τις ανεξόφλητες υποχρεώσεις της χώρας στο CERN, ύψους 38 εκατ. ελβετικών φράγκων, τις οποίες κληρονόμησε από τις προηγούμενες κυβερνήσεις, και έχει αποκαταστήσει το δικαίωμα ψήφου της χώρας στο Συμβούλιο του Οργανισμού.

Η Ελλάδα αποτελεί μόνιμο και δραστήριο μέλος του CERN και ένα από τα δώδεκα ιδρυτικά κράτη-μέλη. Η συμμετοχή των Ελλήνων επιστημόνων και ελληνικών εταιρειών υψηλής τεχνολογίας στα πειράματα του CERN συμβάλλει σημαντικά στη μεταφορά υψηλής τεχνογνωσίας στη χώρα και στην εκπαίδευση νέων επιστημόνων, μεταπτυχιακών φοιτητών και μεταδιδακτορικών ερευνητών, σε τομείς όπως η φυσική υψηλών ενεργειών, τα μαθηματικά, η πληροφορική, οι ηλεκτρονικές διατάξεις και οι επιστήμες μηχανικού.

https://www.naftemporiki.gr/story/1472207/cern-auksisi-tis-antapodotikotitas-eksetazei-i-ellada

Το CERN επιλέγει λογισμικό ανοιχτού κώδικα και για το desktop.

Όλοι χρησιμοποιούμε λογισμικό ανοικτού κώδικα κάθε μέρα. Αλλά οι περισσότεροι από τους χρήστες έχουν ως βασική επιφάνεια εργασίας εμπορικό λογισμικό. Ακόμα, και οι υπάλληλοι στο CERN, ένα από τα σπουδαιότερα ερευνητικά ιδρύματα του κόσμου, αν και τρέχουν Linux στον Large Hadron Collider (LHC)) τον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, στην επιφάνεια εργασίας τους χρησιμοποιούν προγράμματα που βασίζονται στη Microsoft.

Αυτό πρόκειται να αλλάξει τώρα.

Αρχίζοντας πριν από ένα χρόνο, το CERN ξεκίνησε το έργο Microsoft Alternatives (MAlt). Το όνομα τα λέει όλα.

Το CERN θέλει να ξεφύγει από τα προγράμματα της Microsoft για έναν πολύ απλό λόγο: Για να εξοικονομήσει χρήματα.Ο Iban Eguia, μηχανικός λογισμικού του CERN, αναφέρει tweet: «Στο @CERN, απομακρύνουμε τα @Microsoft προϊόντα λόγω των αυξήσεων των αδειών χρήσης για το ερευνητικό εργαστήριό μας. Θα προσπαθήσουμε να χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό ανοιχτού κώδικα όσο το δυνατόν περισσότερο 🙂 »

Ο Emmanuel Ormancey, αναλυτής του συστήματος CERN, εξήγησε ότι οι άδειες εμπορικού λογισμικού, με τη δομή των τελών ανά χρήστη, είναι πανάκριβες για το CERN. Για δεκαετίες, το CERN μπορούσε να αντέξει τα προγράμματα της Microsoft επειδή πλήρωνε το ποσοστό «ακαδημαϊκών ιδρυμάτων». Πρόσφατα, η Microsoft ανακάλεσε την ακαδημαϊκή κατάσταση του CERN και αντικατέστησε το παλιό συμβόλαιο με ένα αριθμό χρηστών. Αυτό υπερ-δεκαπλασίασε το κόστος των αδειών χρήσης»

Έτσι, το CERN ξεκίνησε το έργο Microsoft Alternatives (MAlt). Ο αρχικός στόχος είναι να «διερευνήσει τη μετάβαση από εμπορικά προϊόντα λογισμικού (Microsoft και άλλα) σε λύσεις ανοιχτού κώδικα, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η έκθεση του CERN στους κινδύνους μη βιώσιμων εμπορικών συμβάσεων».

Το CERN δεν είναι η μόνη ομάδα που αισθάνεται τον πόνο της άδειας ανά χρήστη. Για τον Ormancey, το CERN θα έχει ηγετικό ρόλο στην εξερεύνηση των εναλλακτικών λύσεων ανοιχτού κώδικα.

Οι αρχές της δέσμευσης του έργου Microsoft Alternatives (MAlt) είναι:

Να παρέχεται η ίδια υπηρεσία σε κάθε κατηγορία του προσωπικού του CERN

Να αποφευχθεί το κλείδωμα σε ένα συγκεκριμένο προμηθευτή και η εξάρτηση από αυτόν

Να διατηρείται ο έλεγχος των δεδομένων

Να καταγραφούν τα πιο κοινά σενάρια χρήσης των εφαρμογών

Τώρα, το CERN κινείται από το σχεδιασμό στη μετάβαση.

Ο κ. Ormancey δήλωσε: «Η πρώτη σημαντική αλλαγή είναι η δοκιμή της μετάβασης για την διαχείριση της αλληλογραφίας για το τμήμα πληροφορικής. Παράλληλα, ορισμένοι χρήστες του Skype for Business και οι χρήστες των αναλογικών τηλεφώνων θα μεταναστεύσουν σε υπηρεσίες τηλεφωνίας μέσω ανοιχτού λογισμικού.»

Η μετάβαση εφαρμογών λογισμικού για τους τελικούς χρήστες δεν είναι εύκολο έργο. Ευτυχώς, το CERN έχει ήδη αρκετή εμπειρία στο Linux και στον ανοιχτό κώδικα,

Στις υποδομές Cloud, το CERN υποστηρίζει εδώ και καιρό το OpenStack Infrastructure-as-a-Server (IaaS). Πριν από αυτό και μέχρι πρόσφατα, το CERN, είχε τη δική του διανομή Linux το Scientific Linux. Οι ομάδες σταμάτησαν πρόσφατα να αναπτύσσουν το Scientific Linux, το οποίο ήταν ένας κλώνος Red Hat Enterprise Linux (RHEL). Αυτό το έκαναν από τότε που το CentOS – ένα Linux γενικής χρήσης βασισμένο σε πηγές RHEL – κατέστησε το Scientific Linux περιττό.

Το CERN γνωρίζει ότι η μετάβαση για το λογισμικό των τελικών χρηστών δεν θα είναι εύκολη. «Ενώ το έργο Microsoft Alternatives είναι φιλόδοξο, είναι επίσης μια μοναδική ευκαιρία για το CERN να αποδείξει ότι οι βασικές λειτουργίες των καθημερινών χρηστών, μπορούν να γίνουν χωρίς κλειδώματα προμηθευτών και δεδομένων, ώστε η επόμενη γενιά υπηρεσιών να μπορεί να προσαρμοστεί στις ανάγκες της κοινότητας», κατέληξε ο κ. Ormancey ,

Άλλοι οργανισμοί και εταιρείες, οι οποίες δεν επιθυμούν να είναι δέσμιοι σε εμπορικό λογισμικό, θα ήταν καλό να παρακολουθούν την εξέλιξη του MAlt.

https://physicsgg.me/2019/06/19/%cf%84%ce%bf-cern-%ce%b5%cf%80%ce%b9%ce%bb%ce%ad%ce%b3%ce%b5%ce%b9-%ce%bb%ce%bf%ce%b3%ce%b9%cf%83%ce%bc%ce%b9%ce%ba%cf%8c-%ce%b1%ce%bd%ce%bf%ce%b9%cf%87%cf%84%ce%bf%cf%8d-%ce%ba%cf%8e%ce%b4%ce%b9/

Τα πειράματα του CERN

Στα τέλη του περασμένου μήνα (29 Σεπτεμβρίου) συμπληρώθηκαν 65 χρόνια από τότε που τα δώδεκα ιδρυτικά κράτη-μέλη, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, υπέγραψαν την τελική σύμβαση για τη δημιουργία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Πυρηνικών Ερευνών (Conseil Europeéne pour la Recherche Nucléaire-CERN)! Σήμερα τα κράτη-μέλη (ενεργά και υποψήφια) έχουν φτάσει τα 31, αλλά οι αρχικοί στόχοι του CERN παραμένουν οι ίδιοι και αφορούν τη διερεύνηση των βασικών ερωτήσεων που έχουμε για το σύμπαν, αφού η πειραματική αλλά και η θεωρητική έρευνα που διεξάγεται εκεί, μας δείχνει τον δρόμο για την κατεύθυνση που θα πάρει η έρευνα στη φυσική τα επόμενα χρόνια.

Σε βάθος περίπου 100 μέτρων κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και στις διάφορες πειραματικές διατάξεις του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων (LHC) του CERN μπορούμε να δούμε το σύμπαν να ξαναγεννιέται, όχι μία αλλά 30 εκατομμύρια φορές κάθε δευτερόλεπτο και επί χρόνια! Ο τεράστιος κυκλικός επιταχυντής LHC με μήκος 27 χιλιομέτρων αποτελείται από χιλιάδες χιλιόμετρα καλωδιώσεων, χιλιάδες ηλεκτρομαγνήτες και ερευνητικές συσκευές με δεκάδες δισεκατομμύρια τρανζίστορ. Επί πλέον 128 τόνοι υγρού ηλίου κρατούν τη θερμοκρασία των υπεραγώγιμων μαγνητών στον 1,8 βαθμό πάνω από το απόλυτο μηδέν, θερμοκρασία δηλαδή 271 βαθμών Κελσίου κάτω από το μηδέν. Στον LHC οι ροές των σωματιδίων επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, εκτελούν δηλαδή περίπου 11.200 βόλτες γύρω από τον κυκλικό επιταχυντή κάθε δευτερόλεπτο, ενώ η πίεση που επικρατεί είναι 760 φορές μικρότερη από την ατμοσφαιρική πίεση που επικρατεί στην επιφάνεια της θάλασσας. Οι συγκρούσεις των σωματιδίων παράγουν στιγμιαία τεράστια ποσά ενέργειας που φτάνουν μέχρι και τα 14 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV). Η θερμοκρασία δηλαδή που δημιουργείται στιγμιαία φτάνει τα περίπου 162.000 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, 10,8 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη θερμοκρασία απ’ αυτήν που επικρατεί στον πυρήνα του Ηλιου.

Σε αυτές τις θερμοκρασίες φτάνουμε στις ενέργειες που επικρατούσαν τις πρώτες στιγμές της γέννησης του σύμπαντος και στα διάφορα φαινόμενα που εξελίσσονταν την εποχή εκείνη. Μέρος της ενέργειας αυτής μετατρέπεται σε ύλη σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση του Αϊνστάιν

(E = mc²). Μερικά από τα σωματίδια που δημιουργούνται στις συγκρούσεις του LHC δεν «επιζούν» περισσότερο από ένα τρισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου γιατί σε ένα απειροελάχιστο κλάσμα του δευτερολέπτου διασπώνται σε ελαφρότερα σωματίδια και ορισμένα εξ αυτών διασπώνται ακόμη πιο πολύ. Οι διαδικασίες αυτές των διασπάσεων δημιουργούν χαρακτηριστικές «υπογραφές» που μας αποκαλύπτουν τα είδη των σωματιδίων τα οποία εμφανίζονται. Οι ανιχνευτές μπορούν να εντοπίσουν τα είδη των σωματιδίων που δημιουργούνται κατά τη σύγκρουση καταγράφοντάς τα στους ειδικούς υπολογιστές. Από την επεξεργασία των στοιχείων αυτών οι ειδικοί ερευνητές μπορούν να βγάλουν συμπεράσματα για τη δομή της ύλης. Και αν όλα πάνε όπως έχουν σχεδιαστεί, τότε θα μπορέσουμε να αποτυπώσουμε στις ειδικές συσκευές τα χνάρια των συνθηκών που επικρατούσαν στις πρώτες απειροελάχιστες στιγμές της γέννησης του σύμπαντος πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Σήμερα, το θεωρητικό μοντέλο της σύγχρονης Πυρηνικής Φυσικής, που ονομάζεται «Καθιερωμένο Πρότυπο», μπορεί να εξηγήσει και να προβλέψει αναρίθμητα φαινόμενα που παρατηρούνται στον μικρόκοσμο, ενώ μεταξύ των άλλων, μεγάλη επιτυχία του CERN θεωρείται και η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς το 2012. Υπάρχουν, όμως, και ερωτήματα που παραμένουν αναπάντητα ακόμη: από τι αποτελούνται η «σκοτεινή ύλη» και η «σκοτεινή ενέργεια» που συνιστούν το 95% των συστατικών του σύμπαντος; Γιατί υπάρχουν μόνο τρεις οικογένειες σωματιδίων; Εάν η ύλη και η αντιύλη δημιουργούνται πάντα σε ίσες ποσότητες, πού πήγε η αντιύλη που θα πρέπει να δημιουργήθηκε αμέσως μετά τη Μεγάλη Eκρηξη; Οι θεωρητικές προσεγγίσεις για την απάντηση τέτοιων ερωτημάτων έχουν ήδη αρχίσει και η συμβολή του LHC στην πειραματική επαλήθευση των προσεγγίσεων αυτών αναμένεται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον στα χρόνια που έρχονται.

Εν κατακλείδι τα πειράματα του CERN συνεχίζουν την «περιπέτεια ιδεών» της επιστήμης που ξεκίνησε με τα πειράματα που έκανε ο Ερνεστ Ράδερφορντ πριν από περίπου 100 χρόνια. Τα πειράματα αυτά μας οδήγησαν στη διαπίστωση ότι η μεγαλύτερη ποσότητα της μάζας ενός ατόμου είναι συγκεντρωμένη στον πυρήνα του, γεγονός που μας έχει αναγκάσει να οδηγηθούμε στις σύγχρονες υποθέσεις μιας «νέας φυσικής» όπου όλα τα θεμελιώδη σωματίδια ίσως να είναι απλές χορδές ενέργειας. Και όχι μόνο, γιατί ίσως το σύμπαν να περιλαμβάνει περισσότερες διαστάσεις από αυτές που γνωρίζουμε, ενώ ίσως να υπάρχουν και άλλων ειδών σωματίδια που δεν έχουμε μέχρι τώρα ανακαλύψει. Η περιπέτεια συνεχίζεται!

https://www.kathimerini.gr/1046673/article/epikairothta/episthmh/ta-peiramata-toy-cern

Μέτρησαν την μάζα του μποζονίου Higgs με πρωτοφανή ακρίβεια.

Το μποζόνιο Higgs είναι ένα ξεχωριστό σωματίδιο. Είναι η εκδήλωση ενός πεδίου που δίνει μάζα στα στοιχειώδη σωματίδια. Αλλά αυτό το πεδίο δίνει επίσης μάζα και στο ίδιο το μποζόνιο Higgs. Μια μέτρηση με μεγάλη ακρίβεια της μάζας του μποζονίου, πέρα από το γεγονός ότι πρόκειται για ένα βήμα μπροστά όσον αφορά τις γνώσεις μας στη φυσική, θα βοηθήσει και στον σχεδιασμό των πειραμάτων που θα γίνουν στους ισχυρότερους επιταχυντές του μέλλοντος, με στόχο την παρατήρηση νέων φαινομένων.

Μετά την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs το 2012 οι ερευνητικές ομάδες ATLAS και CMS στο CERN ασχολήθηκαν με τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του. Στο Καθιερωμένο Πρότυπο, την θεωρία που περιγράφει τα στοιχειώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους, η μάζα του μποζονίου Higgs σχετίζεται με την ισχύ της αλληλεπίδρασης του σωματιδίου με τον εαυτό του. Η σύγκριση μετρήσεων μεγάλης ακρίβειας αυτών των δυο ιδιοτήτων αποτελεί ένα σημαντικό κριτήριο ελέγχου των προβλέψεων του Καθιερωμένου Προτύπου και βοηθά την αναζήτηση φυσικής πέραν των προβλέψεων αυτής της θεωρίας. Μαζί με την διερεύνηση της «αυτό-αλληλεπίδρασης» οι ερευνητές έδωσαν επίσης ιδιαίτερη προσοχή στον ακριβή προσδιορισμό της μάζας του μποζονίου Higgs.

Όταν ανακαλύφθηκε το σωματίδιο, η μάζα του μετρήθηκε περίπου 125 GeV (γιγα-ηλεκτρονιοβολτ), χωρίς μεγάλη ακρίβεια. Η ανάλυση περισσότερων δεδομένων ήταν αναγκαία ώστε να μειωθούν το σφάλματα. Έτσι, οι ερευνητικές ομάδες ATLAS και CMS βελτίωναν συνεχώς την ακρίβεια. Πέρυσι, η συνεργασία ATLAS υπολόγισε την μάζα του Higgs 124,97 GeV με ακρίβεια 0,24GeV ή 0,19%.

Τώρα έρχεται η συνεργασία CMS και ανακοινώνει την ακριβέστερη μέχρι σήμερα εκτίμηση της μάζας του Higgs: 125,35 με ακρίβεια 0,15 GeV ή 0,12%.

Όπως και τα περισσότερα σωματίδια, έτσι και το μποζόνιο Higgs είναι ασταθές και διασπάται σε ελαφρύτερα σωματίδια (o μέσος χρόνος ζωής του είναι ελάχιστος, περίπου 1,5·10−22s). Η μέτρηση της μάζας βασίστηκε σε δυο πολύ διαφορετικούς μετασχηματισμούς του μποζονίου Higgs: διάσπαση σε τέσσερα λεπτόνια διαμέσου δυο ενδιάμεσων μποζονίων Ζ και διάσπαση σε ζεύγη φωτονίων. Για να πάρουν το τελικό αποτέλεσμα οι ερευνητές του CMS συνδύασαν τα αποτελέσματα αυτών των δυο διασπάσεων από τις μετρήσεις του 2011 και 2012, με αυτές του 2016. Έτσι, προστέθηκε ένα ακόμα λιθαράκι στην επίπονη έρευνα των στοιχειωδών σωματιδίων.

https://physicsgg.me/2019/10/29/%ce%bc%ce%ad%cf%84%cf%81%ce%b7%cf%83%ce%b1%ce%bd-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%bc%ce%ac%ce%b6%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bc%cf%80%ce%bf%ce%b6%ce%bf%ce%bd%ce%af%ce%bf%cf%85-higgs-%ce%bc%ce%b5-%cf%80%cf%81/

H μουσική των στοιχειωδών σωματιδίων μέσω του ColliderScope.

Ο Larry Lee δεν είναι επαγγελματίας μουσικός. Είναι φυσικός που συμμετέχει στο πείραμα ATLAS στο CERN. Xρησιμοποιώντας τις μουσικές του γνώσεις συνέθεσε ηλεκτρονική μουσική εμπνευσμένη από τις συγκρούσεις των σωματιδίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Όταν ο Lee είδε στο youtube ένα ζευγάρι μουσικών να χρησιμοποιούν τον παλμογράφο (oscilloscope) για να δημιουργήσουν ήχους αποφάσισε να κάνει κάνει κάτι παρόμοιο. Έτσι, μέσα από τα δεδομένα των πειραμάτων στον LHC ανέπτυξε μια μέθοδο σύνθεσης μουσικής που ονόμασε ColliderScope. Αφήνοντας κατά μέρος τις λεπτομέρειες του ColliderScope (μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα ΕΔΩ

https://www.symmetrymagazine.org/article/lhc-music-through-the-colliderscope

ας ακούσουμε ένα δείγμα της μουσικής έμπνευσης του Lee:

https://physicsgg.me/2019/11/01/h-%ce%bc%ce%bf%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae-%cf%84%cf%89%ce%bd-%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%b9%cf%87%ce%b5%ce%b9%cf%89%ce%b4%cf%8e%ce%bd-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b9%ce%b4%ce%af%cf%89%ce%bd-%ce%bc/

Το CERN πάει… Πάτρα για να μεταφέρει τεχνογνωσία στις ελληνικές startup

Ερχεται το CERN στην Πάτρα; Κι όμως, το σπουδαίο αυτό ερευνητικό έργο θα κάνει… στάση στην αχαϊκή πρωτεύουσα η οποία θα φιλοξενήσει ένα από τα 8 Business Incubation Centre (BIC) του CERN για την Ελλάδα

Ο Πρόεδρος, Βασίλης Αναστασόπουλος, και το Διοικητικό Συμβούλιο του Επιστημονικού Πάρκου Πατρών απευθύνουν πρόσκληση στην εκδήλωση Μεταφοράς Τεχνογνωσίας και παρουσίασης του BIC στα πλαίσια της συνεργασίας του με το Ευρωπαϊκό ερευνητικό κέντρο CERN, μια εκδήλωση η οποία θα γίνει το Σάββατο 22 Νοεμβρίου.

Στην εκδήλωση θα παραστεί ο Γενικός Γραμματέας Έρευνας & Τεχνολογίας κ. Κυριαζής, εκπρόσωποι του CERN από το Knowledge transfer office, το Procurement Department και το πείραμα CAST.

Ο κύριος σκοπός της εκδήλωσης είναι να ενισχύσει τη μεταφορά της τεχνογνωσίας από το CERN προς ελληνικές τεχνολογικές εταιρίες και αντίστροφα.

Τo CERN είναι το μεγαλύτερο κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της Σωματιδιακής Φυσικής.

Φυσικοί και Μηχανικοί διερευνούν την θεμελιώδη δομή του σύμπαντος. Στην προσπάθεια αυτή, μαζί με νέες ιδέες για τα μυστήρια του κόσμο μας, έχει αναπτυχθεί ένας μεγάλος αριθμός τεχνολογιών και λύσεων, οι οποίες αποτελούν το βασικό πυλώνα για τη δημιουργία νέων προϊόντων.

Για παράδειγμα, στη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες του CERN μετέφεραν την τεχνογνωσία τους για την κατασκευή ενός σαρωτή PET του Νοσοκομείου της Γενεύης. Σήμερα, είναι εμπορικά διαθέσιμοι και πολλοί από αυτούς βασίζονται στην τεχνολογία ανιχνευτών κρυστάλλων και ανιχνευτών ακτινοβολίας οι οποίες αναπτύχθηκαν για πειράματα του CERN. Αξίζει να τονιστεί, ότι ο παγκόσμιος ιστός εφευρέθηκε στο CERN το 1989 για να διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ των φυσικών.

To Επιστημονικό Πάρκο Πατρών τον Απρίλη του 2019 επιλέχτηκε ως το Εθνικό Business Incubation Center του CERN.

CERN και Ελληνικές Startups

Η αποστολή ενός BIC είναι να ενθαρρύνει τη μεταφορά και την εμπορευματοποίηση των τεχνολογιών του CERN προς τις Ελληνικές Startups. Επίσης, να αναζητά και να χρηματοδοτεί, στην χώρα του, startups οι οποίες αναπτύσσουν υψηλή τεχνολογία που θα μπορούσε να ενσωματωθεί στις ερευνητικές υποδομές του CERN. Επιπλέον, κάθε BIC έχει ως αποστολή να βοηθήσει τις Startups, που είναι επιλέξιμες από τo CERN, να ωριμάσουν τα προϊόντα τους έτσι ώστε να γίνουν ανταγωνιστικά σε παγκόσμιο επίπεδο.

Το ΕΠΠ ως Εθνικό BIC πραγματοποιεί σε συνεργασία με το Knowledge Transfer Group του CERN, ενημερωτική εκδήλωση, την Παρασκευή 22 Νοεμβρίου 2019 και ώρα 10:30, στην αίθουσα εκδηλώσεων του ΕΠΠ (1ος όροφος).

Tο CERN έχει δημιουργήσει ένα δίκτυο από 8 Business Incubation Centers (BICs) σε όλη την Ευρώπη, προκειμένου να βοηθήσει επιχειρηματίες και μικρές επιχειρήσεις να εκμεταλλευτούν τις τεχνολογίες του CERN στην αγορά.

https://www.in.gr/2019/11/08/tech/cern-paei-patra-gia-na-metaferei-texnognosia-stis-ellinikes-startup/

Η επανεμφάνιση του μυστηριώδους σωματιδίου Χ17

Μια νέα δημοσίευση με τίτλο «New evidence supporting the existence of the hypothetic X17 particle»

https://arxiv.org/abs/1910.10459

επαναφέρει στο προσκήνιο το μποζόνιο Χ17 που παρατηρήθηκε στο παρελθόν, κατά την μετάβαση του βηρυλλίου-8 από μια διεγερμένη κατάστασή στην θεμελιώδη. Το Χ17 πιθανώς να συνδέεται με την σκοτεινή ύλη και την ύπαρξη μιας πέμπτης δύναμης στο σύμπαν – πέραν των τεσσάρων γνωστών (βαρυτική, ηλεκτρομαγνητική, ισχυρή πυρηνική και ασθενή πυρηνική δύναμη).

Σύμφωνα με την πρόσφατη μελέτη το σωματίδιο Χ17 έχει μάζα 16,84 MeV (33 φορές περίπου την μάζα του ηλεκτρονίου) και χρόνο ζωής περίπου 10-14 δευτερόλεπτα.

Το μποζόνιο X17 στο προηγούμενο πείραμα παρατηρήθηκε κατά την αποδιέγερση μιας διεγερμένης κατάστασης του βηρυλλίου προς την θεμελιώδη του κατάσταση: 8Be∗→8Be + X17, και στη συνέχεια το X17 διασπάται σε ζεύγος ηλεκτρονίου – ποζιτρονίου: X17→ e−+e+. Στο νέο πείραμα διερευνήθηκε η δημιουργία του μποζονίου Χ17 κατά την αποδιέγερση μιας διεγερμένης κατάστασης του 4Ηe. Μελετώντας τα παραγόμενα ζεύγη ηλεκτρονίων – ποζιτρονίων σε διάφορες μεταξύ των γωνίες, μπορεί κανείς να συμπεράνει τον σχηματισμό του Χ17 και να προσδιορίσει την μάζα και τον χρόνο ζωής του. Οι διεγερμένοι πυρήνες ηλίου-4 δημιουργούνταν από τον βομβαρδισμό τριτίου (3Η) με πρωτόνια.

Το ‘καρούμπαλο’ στο παραπάνω γράφημα υποδεικνύει την δημιουργία του μποζονίου Χ17 με μάζα περίπου 17MeV

Και το νέο πείραμα έδειξε την ύπαρξη ενός σωματιδίου με μάζα 16,84 MeV, πάρα πολύ κοντά στην τιμή 17,01MeV που δίνει το πείραμα της αποδιέγερσης του βηρυλλίου-8. Κι αυτό ενισχύει τα επιχειρήματα ότι πρόκειται για την ανίχνευση του ίδιου μυστηριώδους σωματιδίου. Του μποζονίου Χ17.

Άραγε θα προκύψει νέα φυσική μέσα από τα ταπεινά ισότοπα του ηλίου και του βηρυλλίου;;

https://physicsgg.me/2019/11/21/%ce%b7-%ce%b5%cf%80%ce%b1%ce%bd%ce%b5%ce%bc%cf%86%ce%ac%ce%bd%ce%b9%cf%83%ce%b7-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bc%cf%85%cf%83%cf%84%ce%b7%cf%81%ce%b9%cf%8e%ce%b4%ce%bf%cf%85%cf%82-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1/

Νέος επιταχυντής σωματιδίων έξι φορές πιο ισχυρός από τον LHC

Το CERN ενέκρινε την κατασκευή του γιγάντιου επιταχυντή FCC (FUTURE CIRCULAR COLLIDER), μήκους 100 χιλιομέτρων και κόστους 21 δισεκατομμύρια ευρώ.

Το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN) έκανε ένα σημαντικό βήμα για την κατασκευή ενός νέου κυκλικού υπερ-επιταχυντή σωματιδίων μήκους 100 χιλιομέτρων, μετά την κατ’ αρχήν ομόφωνη έγκριση που έδωσε το διεθνές Συμβούλιο του οργανισμού.

Το κόστος του έργου, που θα διαδεχθεί τον σημερινό Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) και για το οποίο ακόμη δεν έχει δοθεί το οριστικό «πράσινο φως», προϋπολογίζεται σε τουλάχιστον 21 δισεκατομμύρια ευρώ, ένα ποσό που δεν έχει ακόμη βρεθεί.

Μετά την αρχική υιοθέτηση του σχεδίου, στο πλαίσιο της έγκρισης ενός ευρύτερου προγράμματος («Επικαιροποίηση της Ευρωπαϊκής Στρατηγικής για τη Σωματιδιακή Φυσική»), το CERN θα μελετήσει περαιτέρω το σχεδιασμό και τη δυνατότητα υλοποίησης του φιλόδοξου έργου, το οποίο -με βάση τον προκαταρκτικό σχεδιασμό- θα αρχίσει να κατασκευάζεται το 2038. Έως τότε το CERN θα λειτουργεί τον σημερινό επιταχυντή σε αναβαθμισμένη έκδοση (High Luminosity LHC), ο οποίος θα έχει ολοκληρωθεί μέσα στην επόμενη δεκαετία.

Το νέο γιγάντιο μηχάνημα – το μεγαλύτερο επιστημονικό πείραμα στον κόσμο- εφόσον όντως υλοποιηθεί, από τα μέσα περίπου του αιώνα μας θα κάνει συγκρούσεις ηλεκτρονίων με σωματίδια της αντιύλης (ποζιτρόνια), αποτελώντας ένα «εργοστάσιο του μποζονίου Χιγκς», καθώς ως πρώτη προτεραιότητα τίθεται η περαιτέρω μελέτη του συγκεκριμένου ζωτικού σωματιδίου. Σε ένα επόμενο στάδιο, ο νέος επιταχυντής, που θα κατασκευαστεί σε ένα υπόγειο τούνελ κοντά στη Γενεύη, όπως και ο τωρινός, θα προκαλεί συγκρούσεις πρωτονίων μεταξύ τους.

Με βάση τα έως τώρα σχέδια, το CERN θα κατασκευάσει αρχικά έναν επιταχυντή ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων και μετά από χρόνια αυτό το μηχάνημα θα αντικατασταθεί από ένα επιταχυντή πρωτονίων-πρωτονίων, που θα φθάσει σε ενέργειες συγκρούσεων της τάξης των 100 τεραηλεκτρονιοβόλτ (TeV), έναντι μόνο 16 TeV που φθάνει ο τωρινός επιταχυντής LHC, ο οποίος κάνει συγκρούσεις πρωτονίων και είναι ο ισχυρότερος στον κόσμο.

Ο νέος υπερ-επιταχυντής θα αναζητήσει νέα υποατομικά σωματίδια ή δυνάμεις στη φύση, φιλοδοξώντας να πάει πέρα από το σημερινό κυρίαρχο πρότυπο (μοντέλο) της σωματιδιακής φυσικής, μεταξύ άλλων με ανακαλύψεις για τη σκοτεινή ύλη. Η τεχνολογία που θα χρειαστεί το νέο μηχάνημα, θα πρέπει να αναπτυχθεί και θα αποτελέσει αντικείμενο μελέτης τις επόμενες δεκαετίες.

Για «μια ιστορική μέρα για το CERN και τη σωματιδιακή φυσική στην Ευρώπη και πέρα από αυτή», έκανε λόγο η γενική διευθύντρια του, Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι. Προσέθεσε πως πρόκειται για «μια φιλόδοξη στρατηγική που προδιαγράφει ένα λαμπρό μέλλον για την Ευρώπη και για το CERN μέσα από μια συνετή προσέγγιση βήμα-βήμα».

Πάντως η ανάγκη τόσο μεγάλων κεφαλαίων για τη χρηματοδότηση του έργου είναι πιθανό ότι θα απαιτήσει μη ευρωπαϊκές χώρες (ΗΠΑ, Κίνα, Ιαπωνία κ.ά.) να συμμετάσχουν στο CERN δημιουργώντας ένα νέο διεθνή οργανισμό. Από την άλλη, το Συμβούλιο του CERN, παράλληλα με την υιοθέτηση του νέου κυκλικού υπερ-επιταχυντή, άφησε ανοικτή την πόρτα για τη συμμετοχή της Ευρώπης στον ξεχωριστό Διεθνή Γραμμικό Επιταχυντή που έχει προτείνει η Ιαπωνία.

Οι δυνατότητες του LHC να ανακαλύπτει νέα φυσική πέρα ​​από το Higgs μάλλον εξαντλήθηκαν. Με τον FCC θα πολλαπλασιαστεί η ενέργεια των συγκρούσεων των σωματιδίων. Κι αυτός είναι ο βασιλικότερος δρόμος που οδηγεί στην ανακάλυψη νέων θεμελιωδών φυσικών νόμων, που με την σειρά τους θα οδηγήσουν σε τεχνολογικές εξελίξεις που σήμερα δεν μπορούμε καν να φανταστούμε. Τεχνολογικά επιτεύγματα στα οποία βασίζονται όλες οι επιστήμες, από την ιατρική μέχρι … την κλιματική επιστήμη, αλλά επειδή έχουμε ξεχάσει ή αγνοούμε την προέλευσή τους, θεωρούμε την επένδυση σε επιταχυντές πετάμενα λεφτά:

https://physicsgg.me/2020/06/20/%ce%bd%ce%ad%ce%bf%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae%cf%82-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b9%ce%b4%ce%af%cf%89%ce%bd-%ce%ad%ce%be%ce%b9-%cf%86%ce%bf%cf%81%ce%ad/

Ο νέος επιταχυντής PIP-II στο Fermilab

To ερευνητικό πρόγραμμα Proton Improvement Plan-II (PIP-II) στο Fermilab περιλαμβάνει την κατασκευή ενός επιταχυντή σωματιδίων μήκους 215 μέτρων που θα επιταχύνει πρωτόνια μέχρι το 84% της ταχύτητας του φωτός. Ο νέος επιταχυντής σωματιδίων θα έχει την δυνατότητα δημιουργίας δευτερογενούς δέσμης με την πιο μεγάλη ροή νετρίνων υψηλής ενέργειας:

https://physicsgg.me/2020/07/01/%ce%bf-%ce%bd%ce%ad%ce%bf%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae%cf%82-pip-ii-%cf%83%cf%84%ce%bf-fermilab-%ce%b2%ce%af%ce%bd%cf%84%ce%b5%ce%bf/

Ανακαλύφθηκε ένας νέος τύπος τετρακουάρκ.

To LHCb παρατήρησε για πρώτη φορά ένα εξωτικό σωματίδιο που αποτελείται από 4 γοητευτικά κουάρκ.

Σύμφωνα με την δημοσίευση της ομάδας LHCb [Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum]

https://arxiv.org/abs/2006.16957

μάλλον πρόκειται για το πρώτο ανακαλυφθέν σωματίδιο μιας νέας κατηγορίας σωματιδίων. Η ανακάλυψη αυτή θα βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα τους πολύπλοκους τρόπους με τους οποίους συνδέονται τα κουάρκ μεταξύ τους, σχηματίζοντας σωματίδια όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια που περιέχονται στους ατομικούς πυρήνες.

Όταν δυο ή τρία κουάρκ συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζουν τα σωματίδια που ονομάζονται αδρόνια. Εδώ και δεκαετίες οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν προβλέψει την ύπαρξη τετρα-κουάρκ και πεντα-κουάρκ. Τα τελευταία χρόνια επιβεβαιώθηκε πειραματικά η ύπαρξη πολλών τέτοιων εξωτικών αδρονίων. Τα σωματίδια από ασυνήθιστους συνδυασμούς κουάρκ αποτελούν ένα ιδανικό «εργαστήριο» για την μελέτη της ισχυρής αλληλεπίδρασης, μιας από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης.

Για πρώτη φορά ανακαλύφθηκε τετρακουάρκ που αποτελείται από τέσσερα βαριά κουάρκ ίδιου τύπου, συγκεκριμένα από δύο γοητευτικά κουάρκ και δύο γοητευτικά αντικουάρκ.

Όπως και στις προηγούμενες ανακαλύψεις τετρακουάρκ, δεν είναι απόλυτα σαφές αν το νέο σωματίδιο είναι ένα «αληθινό τετρακουάρκ», δηλαδή ένα σύστημα τεσσάρων κουάρκ στενά συνδεδεμένων μεταξύ τους ή ένα ζεύγος σωματιδίων από δυο κουάρκ το καθένα, ασθενώς συνδεδεμένα μεταξύ τους, κάτι σαν την δομή των μορίων.

Σε κάθε περίπτωση, το νέο τετρακουάρκ θα βοηθήσει τους θεωρητικούς να διερευνήσουν μοντέλα κβαντικής χρωμοδυναμικής, την θεωρία της ισχυρής αλληλεπίδρασης.

https://physicsgg.me/2020/07/01/%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%b1%ce%bb%cf%8d%cf%86%ce%b8%ce%b7%ce%ba%ce%b5-%ce%ad%ce%bd%ce%b1%cf%82-%ce%bd%ce%ad%ce%bf%cf%82-%cf%84%cf%8d%cf%80%ce%bf%cf%82-%cf%84%ce%b5%cf%84%cf%81%ce%b1%ce%ba%ce%bf/

Νέο πανίσχυρο μικροσκόπιο φωτογραφίζει ηλεκτρόνια μέσα στα στερεά σώματα.

Την πρώτη πραγματική φωτογράφιση των ηλεκτρονίων μέσα σε στερεά σώματα, χάρη σε ένα νέο πολύ ισχυρό μικροσκόπιο, πέτυχαν επιστήμονες από τη Γερμανία και την Κίνα με επικεφαλής έναν Έλληνα φυσικό της διασποράς. Η τεχνική, που είναι εντελώς νέα και χρησιμοποιεί ακτίνες λέιζερ, επιτρέπει για πρώτη φορά να δούμε τα ηλεκτρόνια σε φωτογραφίες.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Ελευθέριο Γουλιελμάκη του Εργαστηρίου Ακραίας Φωτονικής του Πανεπιστημίου του Ρόστοκ και του Ινστιτούτου Κβαντικής Οπτικής Μαξ Πλανκ στο Γκάρτσινγκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature». Το επίτευγμα αναμένεται σταδιακά να επηρεάσει διάφορους τομείς, όπως οι επιστήμες των υλικών, της χημείας, των υπολογιστών, των ηλεκτρονικών κ.ά.

Τα μικροσκόπια του ορατού φωτός μάς επιτρέπουν να δούμε μικροσκοπικά αντικείμενα, όπως τα ζωντανά κύτταρα και το εσωτερικό τους. Όμως, δεν μπορούν να διακρίνουν τα ηλεκτρόνια μέσα στα άτομα της στερεής ύλης. Η αιτία είναι ότι το ορατό φως μπορεί να διακρίνει μόνο αντικείμενα ανάλογα σε μέγεθος με το δικό του μήκος κύματος, το οποίο είναι λίγες εκατοντάδες νανόμετρα (εκατομμυριοστά του μέτρου). Όμως, για να γίνουν ορατά τα ηλεκτρόνια, τα μικροσκόπια πρέπει να έχουν δύναμη μεγέθυνσης μεγαλύτερη κατά μερικές χιλιάδες φορές.

Η ερευνητική ομάδα του δρος Γουλιελμάκη, σε συνεργασία με επιστήμονες του Ινστιτούτου Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Πεκίνο, ανέπτυξαν έναν νέο τύπο μικροσκοπίου, το Πικοσκόπιο Φωτός (Light Picoscope), το οποίο ξεπερνά τους έως τώρα περιορισμούς. Το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ισχυρούς παλμούς λέιζερ για να ακτινοβολήσει λεπτά φιλμ κρυσταλλικών υλικών. Οι παλμοί λέιζερ εξαναγκάζουν μερικά ηλεκτρόνια να επιταχύνουν την κίνησή τους και να συγκρούονται με τα υπόλοιπα, εκπέμποντας έτσι αόρατη ακτινοβολία στο υπεριώδες μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία καταγράφηκε με ειδικούς ανιχνευτές.

Αναλύοντας τις ιδιότητες αυτής της ακτινοβολίας, οι ερευνητές κατάφεραν να συνθέσουν εικόνες των ηλεκτρονίων, οι οποίες απεικονίζουν τον τρόπο που αυτά κατανέμονται μέσα στα άτομα. «Αυτή η διακριτική ικανότητα αρκεί για να φωτογραφίσουμε τα ηλεκτρόνια με υψηλή ανάλυση», δήλωσε στο Αθηναϊκό-Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων ο κ. Γουλιελμάκης.

Ουσιαστικά, οι ισχυροί παλμοί λέιζερ υποχρεώνουν τα ηλεκτρόνια να γίνουν οι φωτογράφοι του χώρου γύρω τους. Οι εν λόγω φωτογραφίες έχουν ανάλυση λίγων δεκάδων πικομέτρων (περίπου 26), δηλαδή μερικών δισεκατομμυριοστών του χιλιοστού. Τα πειράματα της ομάδας ανοίγουν τον δρόμο για την ανάπτυξη μίας νέας κατηγορίας μικροσκοπίων που βασίζονται στα λέιζερ.

«Στόχος μας είναι να εξοπλίσουμε τους επιστήμονές της χημείας και των υλικών με ένα νέο εργαλείο, που θα τους επιτρέπει να παρατηρούν τον μικρόκοσμο με πρωτοφανή ακρίβεια και έτσι να κατανοήσουν βαθιά τις χημικές και τις ηλεκτρονικές ιδιότητες των υλικών», ανέφερε ο δρ Γουλιελμάκης.

«Η λεπτομερή κατανόηση των υλικών αποτελεί θεμέλιο λίθο για την πρόοδο της ηλεκτρονικής επιστήμης, της επιστήμης των υπολογιστών και των επιστημών υγείας. Αυτή η βαθιά κατανόηση, με τη σειρά της, θα επιτρέψει τη δημιουργία νέων υλικών που θα υπηρετούν τον άνθρωπο και που θα σέβονται το περιβάλλον», πρόσθεσε.

Ήδη, οι ερευνητές εργάζονται για τη βελτίωση της τεχνολογίας τους, καθώς σχεδιάζουν να μελετήσουν τα ηλεκτρόνια σε τρεις διαστάσεις και σε μία ευρεία γκάμα υλικών. Επίσης, η ομάδα στοχεύει τώρα να επεκτείνει την τεχνική, ώστε να επιτρέψει την καταγραφή βίντεο που θα απεικονίζει την κίνηση ηλεκτρονίων στα υλικά. «Πρόκειται για έναν πολυπόθητο στόχο της μοντέρνας επιστήμης», καταλήγει ο κ. Γουλιελμάκης.

https://www.scoop.it/topic/physicists-and-physics/p/4119624354/2020/07/03/-

Αποδεικτικά στοιχεία για την ύπαρξη των ανυονίων.

Μια μικρή ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Purdue, Indiana, βρήκε τα μέχρι στιγμής ισχυρότερα στοιχεία για την ύπαρξη αβελιανών ανυονίων. Έχουν συντάξει μάλιστα ένα άρθρο που περιγράφει τα πειράματα που διεξήγαγαν με σκοπό να αποκαλύψουν την ύπαρξη αυτών των ψευδοσωματιδίων και το έχουν ανεβάσει στον διακομιστή προτυπωμένων κειμένων arXiv περιμένοντας την αξιολόγηση από κριτές για την τελική δημοσίευση.

Τα ανυόνια δεν είναι ούτε μποζόνια ούτε φερμιόνια - στην πραγματικότητα, δεν είναι καν στοιχειώδη σωματίδια. Αντ 'αυτού, ταξινομούνται ως ψευδοσωματίδια που υπάρχουν σε δύο διαστάσεις. Μπορούν να παρατηρηθούν, θεωρητικά, όταν εμφανίζονται ως διαταραχές σε δισδιάστατα φύλλα υλικών.

Οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν προτείνει την ύπαρξή τους από τα τέλη της δεκαετίας του 1970, αλλά ονομάστηκαν επισήμως από τον Frank Wilczek στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Η θεωρία έχει επίσης προτείνει ότι συν-πλέκονται, αλλά με διαφορετικούς τρόπους από τα μποζόνια ή τα φερμόνια. Εάν ένα φερμιόνιο ή ένα μποζόνιο «παρασυρθεί» γύρω από ένα άλλο του είδους του, σύμφωνα με τη θεωρία, αυτή η δράση δεν θα αφήσει ίχνη για το τι συνέβη. Αλλά επειδή τα ανυόνια αλλοιώνουν τις κυματοσυναρτήσεις, θα δημιουργούσαν ένα τέτοιο «αρχείο». Η διαδικασία περιλαμβάνει την εισαγωγή μιας φάσης στην κυματοσυνάρτηση των σωματιδίων. Σε αυτή τη νέα προσπάθεια, οι ερευνητές δημιούργησαν μια συσκευή που τους επέτρεψε να εντοπίσουν αποδεικτικά στοιχεία ακριβώς ενός τέτοιου αρχείου.

Η συσκευή που δημιούργησε η ομάδα περιελάμβανε την μετακίνηση των ανυονίων κατά μήκος μιας δισδιάστατης διαδρομής η οποία, σε ένα δεδομένο σημείο, θα διαχωρίζονταν. Μία από τις διαδρομές δημιουργούσε βρόχο γύρω από ένα άλλο ανυόνιο το οποίο βρισκόταν στο κέντρο της συσκευής, ενώ η άλλη συνέχιζε απευθείας μέχρι να συνενωθεί με την πρώτη. Στη συνέχεια, η ομάδα μέτρησε το ηλεκτρικό ρεύμα στη συσκευή αναζητώντας άλματα. Σύμφωνα με τη θεωρία, τέτοια άλματα θα υπήρχαν καθώς προστίθεντο ανυόνια και έπειτα αφαιρούντο από τη συσκευή, αλλάζοντας τη φάση. Για να καταγράψει τέτοια άλματα, η συσκευή κατασκευάστηκε σε στρώματα υλικών που φιλτράρισαν τον τυχαίο θόρυβο. Οι προκύπτουσες μετρήσεις καθιστούν την ισχυρότερη περίπτωση μέχρι σήμερα για την ύπαρξη των ψευδοσωματιδίων, και με αυτόν τον τρόπο, ενίσχυσαν έντονα τις θεωρίες που περιγράφουν τόσο την ύπαρξή τους όσο και τη συμπεριφορά τους. Επίσης, αύξησαν πιθανότατα τις ελπίδες ορισμένων ερευνητών που εξετάζουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν τα ανυόνια για τη δημιουργία πιο σταθερών κβαντικών υπολογιστών.

https://www.scoop.it/topic/physicists-and-physics/p/4119865600/2020/07/21/-

Το μισό μποζόνιο Higgs και η σκοτεινή πλευρά των αλληλεπιδράσεων.

Πέρασαν οκτώ χρόνια από την ανακοίνωση της ανίχνευσης του μποζονίου Higgs από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN. Από τότε τα σχετικά πειραματικά δεδομένα δεκαπλασιάστηκαν και η ενέργεια σύγκρουσης των δεσμών πρωτονίων σχεδόν διπλασιάστηκε. Έτσι, οι φυσικοί του πειράματος CMS προσπαθούν τώρα να δείξουν, με ολοένα και μεγαλύτερη ακρίβεια, αν το ανιχνευθέν σωματίδιο είναι ακριβώς αυτό που προβλέπει η καθιερωμένη θεωρία της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων. Διερευνούν όλο και πιο σπάνιες δυνατότητες διάσπασης και αλληλεπιδράσεων του Higgs με άλλα σωματίδια της θεωρίας και προσπαθούν να εντοπίσουν οποιαδήποτε μη αναμενόμενη συμπεριφορά.

Το μποζόνιο Higgs έχει παρατηρηθεί να διασπάται, όπως αναμενόταν, σε διάφορα γνωστά σωματίδια όπως βαριά μποζόνια, φωτόνια και σε κουάρκ πυθμένες. Αρκετές θεωρίες υποστηρίζουν ότι το μποζόνιο Higgs θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πύλη προς την σκοτεινή πλευρά των σωματιδίων και των αλληλεπιδράσεων και να μας οδηγήσει στην ερμηνεία της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με τις αναμφισβήτητες παρατηρήσεις των αστρονόμων το σύμπαν είναι γεμάτο από σκοτεινή ύλη (Το 23% του περιεχομένου του σύμπαντος είναι σκοτεινή ύλη,το 72% σκοτεινή ενέργεια και μόνο το 5% η γνωστή ύλη από την οποία είμαστε φτιαγμένοι).

Το μποζόνιο Higgs θα μπορούσε να διασπαστεί προς σωματίδια σκοτεινής ύλης στα οποία οι ανιχνευτές μας είναι εντελώς τυφλοί. Μπορεί οι ανιχνευτές να μην μπορούν να δουν αυτά τα σωματίδια, όμως τα «σκοτεινά σωματίδια» κουβαλάνε μέρος της αρχικής ορμής. Αν λοιπόν υπάρχει έλλειμμα ορμής στα προϊόντα σωματίδια των οποίων είναι δυνατή η ανίχνευση, τότε προκύπτει μια έμμεση ανίχνευση των σκοτεινών σωματιδίων.

Το μποζόνιο Higgs θα μπορούσε να διασπάται π.χ. σε ένα πασίγνωστο σωματίδιο, το φωτόνιο, και στο κατοπτρικό του της σκοτεινής πλευράς, το σκοτεινό φωτόνιο. Τότε μόνο το «μισό του Higgs» θα παρατηρηθεί στον ανιχνευτή. Το πείραμα CMS πραγματοποιεί απευθείας αναζητήσεις τέτοιων διασπάσεων.

Από την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων προέκυψε ότι το 2,7% με 2,1% των παραγομένων μποζονίων Higgs μάζας 125 GeV θα μπορούσαν να διασπαστούν δίνοντας ένα σωματίδιο της γνωστής μας ύλης, το φωτόνιο και ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης. Πρόκειται για ένα εντυπωσιακά μικρό ποσοστό, το οποίο θα βοηθήσει τους θεωρητικούς φυσικούς να βελτιώσουν τις θεωρίες τους σχετικά με τις σκοτεινές αλληλεπιδράσεις και της φυσικής πέραν του καθιερωμένου προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων.

https://physicsgg.me/2020/08/02/%cf%84%ce%bf-%ce%bc%ce%b9%cf%83%cf%8c-%ce%bc%cf%80%ce%bf%ce%b6%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%bf-higgs-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%80%ce%bb%ce%b5%cf%85%cf%81/

Ένας λεπτός γρίφος για το ποζιτρόνιουμ.

To ποζιτρόνιουμ είναι ένα άτομο που μοιάζει με το άτομο του υδρογόνου. Αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο.

Το ποζιτρόνιο ή αντι-ηλεκτρόνιο είναι σωματίδιο αντιύλης, με μάζα ίση με την μάζα του ηλεκτρονίου, αλλά θετικό ηλεκτρικό φορτίο και ίσο κατ’ απόλυτη τιμή με το φορτίο του ηλεκτρονίου. Δεδομένου ότι το ποζιτρόνιουμ δεν περιέχει πρωτόνια ή νετρόνια, δεν συμμετέχει σε πυρηνικές αλληλεπιδράσεις και μπορεί να περιγραφεί με ακρίβεια μόνο με την κβαντική ηλεκτροδυναμική – το κβαντικό αντίστοιχο του κλασικού ηλεκτρομαγνητισμού.

Επομένως, το ποζιτρόνιουμ είναι το ιδανικό σύστημα για να δοκιμαστεί η QED και να προσδιοριστούν πιθανές αποκλίσεις που θα έκλιναν το μάτι για νέα φυσική, πέραν του καθιερωμένου προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων. Με αυτό τον σκοπό ο David Cassidy και οι συνεργάτες του μελέτησαν την «λεπτή δομή» του ποζιτρόνιουμ με πρωτοφανή ακρίβεια, αποκαλύπτοντας διαφορές με τις προβλέψεις της QED.

Η λεπτή δομή ενός ατόμου αναφέρεται στον διαχωρισμό των ενεργειακών του σταθμών που οφείλονται στα σπιν των ηλεκτρονίων και σχετικιστικά φαινόμενα. Oι ακριβείς μετρήσεις της λεπτής υφής για το ποζιτρόνιουμ είναι δύσκολες, αφού είναι ένα ασταθές σύστημα που διασπάται μέσα σε χρονικό διάστημα εκατοντάδων νανοδευτερολέπτων, από την στιγμή της δημιουργίας του.

Ο Cassidy και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν λέιζερ για την δημιουργία του ποζιτρόνιουμ σε μια συγκεκριμένη κατάσταση, της οποίας ο χρόνος ζωής ήταν ο μεγαλύτερος. Ψύχοντας τα άτομα έτσι ώστε να ελαχιστοποιήσουν το φαινόμενο Doppler που διευρύνει τις φασματικές γραμμές, μέτρησαν τις μεταβάσεις χρησιμοποιώντας χαμηλής ισχύος μικροκυματική ακτινοβολία που δεν μεταβάλλει σημαντικά τις ατομικές ενεργειακές στάθμες.

Παρατηρήθηκε ότι συχνότητα μιας συγκεκριμένης μετάβασης είναι περίπου ένα τοις χιλίοις μεγαλύτερη από αυτή που προβλέπει η κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED) – μια διαφορά που υπερβαίνει σημαντικά τα σφάλματα των μετρήσεων.

Με επιπλέον βελτιώσεις των μετρήσεων αυτής της μετάβασης και την επανάληψη του πειράματος από άλλες πειραματικές ομάδες, οι φυσικοί ελπίζουν να εξηγήσουν αυτήν την απόκλιση και να εκτιμήσουν αν όντως πρόκειται για την κερκόπορτα που οδηγεί σε νέα φυσική.

https://physicsgg.me/2020/08/12/%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%bb%ce%b5%cf%80%cf%84%cf%8c%cf%82-%ce%b3%cf%81%ce%af%cf%86%ce%bf%cf%82-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%bf-%cf%80%ce%bf%ce%b6%ce%b9%cf%84%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%bf%cf%85%ce%bc/

Πόσο μεγάλο μπορεί να είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο;

Τα στοιχειώδη σωματίδια είναι υλικά αντικείμενα που δεν διαθέτουν εσωτερική δομή. Ωστόσο, τα λίγα σωματίδια που οι επιστήμονες θεωρούν ως στοιχειώδη εμφανίζονται με διαφορετικά φυσικά μεγέθη. Για παράδειγμα, η διαφορά των μαζών μεταξύ του ηλεκτρονίου και του κορυφαίου (top) κουάρκ είναι αντίστοιχη με την διαφορά μαζών μεταξύ ενός κουνουπιού και ενός μεγάλου ελέφαντα.

Όμως, όλες αυτές οι μάζες είναι εξαιρετικά μικρές σε σύγκριση με αυτό που επιτρέπει η θεωρητική φυσική. Οι γνωστοί νόμοι της φυσικής επιτρέπουν την ύπαρξη στοιχειωδών σωματιδίων με μάζα που πλησιάζει την «μάζα Planck» : την ‘τεράστια’ μάζα των 22 μικρογραμμαρίων. Η μάζα Planck ισούται με τη μάζα του μικρότερου αντικειμένου που μπορούμε να διακρίνουμε με γυμνό οφθαλμό – για παράδειγμα έναν κόκκο σκόνης.

Αν το κορυφαίο κουάρκ είχε την μάζα ενός ελέφαντα τότε το θεμελιώδες σωματίδιο με την μάζα Planck θα ζύγιζε όσο η Σελήνη! Είναι δυνατόν να υπάρχει ένα τέτοιο σωματίδιο; Οι φυσικοί δεν είναι απόλυτα σίγουροι.

Σωματίδια με μάζα μικρότερη από την μάζα Plank μπορεί να είναι στοιχειώδη. Με μάζα μεγαλύτερη από αυτή του Planck μάλλον όχι. Αν στα πειράματά τους οι φυσικοί ανιχνεύσουν ένα θεμελιώδες σωματίδιο με μάζα πάνω από την κλίμακα Planck, τότε θα πρέπει να αναθεωρήσουν τις απόψεις τους για τα μεγέθη των σωματιδίων.

Για το είδος της έρευνας που πραγματοποιείται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) τα θεμελιώδη σωματίδια θεωρούνται ότι έχουν το ίδιο μέγεθος: δεν έχουν κανένα μέγεθος και όλα θεωρούνται σημειακά με την γεωμετρική έννοια.

Όταν σκεφτόμαστε καθαρά μαθηματικά, τα στοιχειώδη σωματίδια είναι εξ ορισμού παρόμοια με τα γεωμετρικά σημεία, δεν έχουν μέγεθος. Όμως, ένα στοιχειώδες σωματίδιο πάνω από την κλίμακα Planck θα βρισκόταν στο όριο μεταξύ των δυο διαφορετικών θεωριών: της κβαντομηχανικής και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Η κβαντομηχανική περιγράφει αντικείμενα που είναι πολύ μικρά και η γενική θεωρία της σχετικότητας αντικείμενα που έχουν πολύ μεγάλες μάζες.

Για να μελετηθεί ένα σωματίδιο που είναι μικροσκοπικό, αλλά έχει και μεγάλη μάζα χρειάζεται μια νέα θεωρία που ονομάζεται κβαντική βαρύτητα. Μαθηματικά οι φυσικοί δεν μπορούν να θεωρήσουν ένα τόσο τεράστιο σωματίδιο ως σημείο χωρίς όγκο. Πρέπει να θωρήσουν ότι συμπεριφέρεται περισσότερο ως κύμα.

Η έννοια της δυικότητας σωματιδίου-κύματος γεννήθηκε πριν από έναν αιώνα. Το ηλεκτρόνιο όταν ιδωθεί ως σωματίδιο τότε θεωρείται ότι είναι σημειακό – δεν έχει φυσικό όγκο. Αν όμως ιδωθεί ως κύμα τότε εκτείνεται σε όλο τον χώρο που του διατίθεται, όπως η τροχιά γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Και οι δυο ερμηνείες είναι σωστές. Ο λόγος της μάζας προς την ακτίνα αυτών των κυμάτων είναι σημαντικός γιατί προσδιορίζει το πως αισθάνονται την επίδραση της βαρύτητας. Ένα υπερμεγέθες σωματίδιο που διαθέτει πολύ μεγάλο χώρο για να «απλωθεί» θα αισθανόταν ελάχιστα την δύναμη της βαρύτητας. Αν το ίδιο το σωματίδιο περιοριζόταν σε πολύ μικρότερο χώρο, τότε θα μπορούσε να καταρρεύσει σε μια μικροσκοπική τρύπα – η οποία θα εξατμιστεί σχεδόν αμέσως.

Η κβαντική βαρύτητα είναι ζόρικη γιατί δεν υπάρχει τρόπος να την τεστάρουμε πειραματικά με την υπάρχουσα τεχνολογία. Θα χρειαζόμασταν έναν επιταχυντή 14 τάξεις μεγέθους μεγαλύτερο από τον LHC. Προς το παρόν η θεωρητική μελέτη ενός τέτοιου σωματιδίου βοηθά τους φυσικούς να ωθήσουν τους γνωστούς νόμους της φυσικής στα όριά τους.

Το μοντέλο της γνωστής μας σωματιδιακής φυσικής καταρρέει όταν φτάνει στις συγκεκριμένες κλίμακες Planck. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι στο σύμπαν μας δεν υπάρχουν τέτοιες καταστάσεις. Αν θέλουμε να κατανοήσουμε μικροσκοπικά αντικείμενα με μεγάλες μάζες χρειαζόμαστε μια συνεπή θεωρία κβαντικής βαρύτητας.

https://physicsgg.me/2020/09/30/%cf%80%cf%8c%cf%83%ce%bf-%ce%bc%ce%b5%ce%b3%ce%ac%ce%bb%ce%bf-%ce%bc%cf%80%ce%bf%cf%81%ce%b5%ce%af-%ce%bd%ce%b1-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%b9%cf%87%ce%b5/

Τελικά υπάρχουν παράλληλα σύμπαντα;

Και αν υπάρχουν, μπορούμε να τα ανακαλύψουμε/επισκεφτούμε;

Researchers At Large Hadron Collider Are Confident To Make Contact With Parallel Universe In Days

Τhe astoundingly complex LHC “atom smasher” at the CERN center in Geneva, Switzerland, are fired up to its maximum energy levels ever in an endeavor to identify - or perhaps generate - tiny black holes.

If successful a very new universe is going to be exposed – modifying completely not only the physics books but the philosophy books too.

It is even probable that gravity from our own universe may “transfer” into this parallel universe, researchers at the LHC say. The experiment is assured to accentuate alarmist critics of the LHC, many of whom initially warned the high energy particle collider would start the top of our universe with the making a part of its own. But up to now Geneva stays intact and securely outside the event horizon.

No doubt the LHC has been outstandingly successful. First researchers proved the existence of the mysterious Higgs boson “God particle” - a key building block of the cosmos - and it's seemingly well on the thanks to revealing ‘dark matter’ - a previously untraceable theoretical prospect that's now believed to form up the foremost of matter within the universe. But next week’s experimentation is reflected to be a game-changer. Mir Faizal, one in every of the three-strong group of physicists behind this experiment, said: “Just as many parallel sheets of paper, which are two-dimensional objects [breadth and length] can exist during a dimension [height], parallel universes can even exist in higher dimensions.”

“We predict that gravity can leak into extra dimensions, and if it does, then miniature black holes are produced at the LHC. Normally, when people consider the multiverse, they think about the many-worlds interpretation of quantum physics, where every possibility is actualized. This can not be tested so it's a philosophy and not science. this is often not what we mean by parallel universes. What we mean is real universes in extra dimensions. “As gravity can effuse of our universe into the additional dimensions, such a model may be tested by the detection of mini black holes at the LHC.”

“We have calculated the energy at which we expect to detect these mini black holes in ‘gravity's rainbow’ [a new scientific theory].”

“If we do detect mini black holes at this energy, then we are going to know that both gravity's rainbow and additional dimensions are correct."

When the LHC is fired up the energy is calculated in Tera electron volts – a TeV is 1,000,000,000,000, or one trillion, electron Volts. Up to now, the LHC has sought for mini black holes at energy levels below 5.3 TeV. But the foremost recent study says this is often too low.

Instead, the model forecasts that black holes might form at energy levels of no but 9.5 TeV in six dimensions and 11.9 TeV in 10 dimensions.

https://www.sciencenatures.com/2020/10/researchers-at-large-hadron-collider.html?m=1&fbclid=IwAR3Pb_NdB6EW4qWMU8AYEhoF9nhsKZxlQ_EJziQOJBPPcjg1GMeCEv3FPoQ

Χατ τρικ στην ανίχνευση μποζονίων.

Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η σπάνια ταυτόχρονη παραγωγή τριών μποζονίων (φορέων της ασθενούς αλληλεπίδρασης) σε συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο, η αποτελεσματικότερη θεωρία που περιγράφει τις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων, προβλέπει την ύπαρξη αλληλεπιδράσεων που είναι γνωστές ως «τρι-μποζονικές αλληλεπιδράσεις». Πρόκειται για αλληλεπιδράσεις κατά την διάρκεια των οποίων παράγονται ταυτόχρονα τρία μποζόνια βαθμίδας με μάζα (οι φορείς της ασθενούς αλληλεπίδρασης – W±, Z), από ένα γεγονός στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Οι ‘τρι-μποζονικές αλληλεπιδράσεις’ είναι απίστευτα σπάνιες σε σχέση με αυτές που παράγουν το μποζόνιο Higgs, αφού συμβαίνουν μια φορά στις 100 δισεκατομμύρια συγκρούσεων μεταξύ πρωτονίων. Παρά λοιπόν το γεγονός ότι η θεωρία προέβλεπε την ύπαρξη αυτών των αλληλεπιδράσεων, οι φυσικοί δεν είχαν καταφέρει να τις ανιχνεύσουν στα πειράματά τους.

Η πειραματική ομάδα CMS, σύμφωνα με την δημοσίευσή της στο Physical Review Letters, ανακοίνωσε ότι παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η ταυτόχρονη παραγωγή τριών μποζονίων βαθμίδας με μάζα από συγκρούσεις πρωτονίων.

Οι ερευνητές του CMS μελετώντας το τεράστιο σύνολο δεδομένων που κατέγραψε ο ανιχνευτής από το 2016 έως το 2018, διαπίστωσαν πως οι τρι-μποζονικές αλληλεπιδράσεις εμφανίζονταν αρκετά συχνά ώστε να διακρίνονται από τα γεγονότα υποβάθρου. Έτσι, ξεκίνησαν να ψάχνουν συστηματικά για τρι-μποζόνια ή VVV (όπου V τα μποζόνια W+, W– και Z) ανιχνεύοντας γεγονότα τρι-μποζονικών αλληλεπιδράσεων με τυπικές αποκλίσεις 5,7σ. Αυτό σημαίνει ότι η πιθανότητα να πρόκειται για άσχετα γεγονότα υποβάθρου είναι 1 στο εκατομμύριο.

Η παρουσία των μποζονίων W± και Z που παράγονται σε συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων προκύπτει διαμέσου της ανίχνευσης των προϊόντων διάσπασής τους. Ένα από τα πιο ξεκάθαρα σημάδια της παρουσίας τους είναι η ανίχνευση ηλεκτρονίων και μιονίων μεγάλης ορμής. Δεδομένου ότι η διαδικασία που θέλουμε να ανιχνεύσουμε περιλαμβάνει τρία μποζόνια βαθμίδας με μάζα, όταν πραγματοποιείται ένα τέτοιο γεγονός τότε παράγονται πολλαπλά ηλεκτρόνια και μιόνια. Έτσι, αναζητήθηκαν τα γεγονότα από τις συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων στα οποία εμφανίζονταν πολλά ηλεκτρόνια και μιόνια, ώστε να διαχωριστεί αυτή η πολύ σπάνια διαδικασία από τα γεγονότα υποβάθρου.

Αυτή η πειραματική επιτυχία συμβάλλει στη βελτίωση της κατανόησης των διαφορετικών τύπων μποζονίων, συμπεριλαμβανομένου του προσφάτως ανακαλυφθέντος μποζονίου Higgs. Ανοίγει ένα νέο παράθυρο στις περίπλοκες λεπτομέρειες του Καθιερωμένου Προτύπου.

Οι φυσικοί του CMS σχεδιάζουν την πραγματοποίηση περαιτέρω ερευνών για την εν λόγω διαδικασία που ανίχνευσαν, καθώς και την επέκταση της ανάλυσής τους προς αναζήτηση γεγονότων όπου τα μποζόνια W± και Z αποσυντίθενται σε κουάρκ και νετρίνα. Αυτό θα τους επιτρέψει να ελέγξουν τις αντίστοιχες θεωρητικές προβλέψεις του Πρότυπου Μοντέλου και ενδεχομένως να αποκαλύψουν νέα φυσικά φαινόμενα που δεν μπορούν να εξηγηθούν από τις υπάρχουσες θεωρίες φυσικής.

H ελληνική συμμετοχή στην ερευνητική ομάδα του CMS(Φωτ.)

https://physicsgg.me/2020/12/08/%cf%87%ce%b1%cf%84-%cf%84%cf%81%ce%b9%ce%ba-%cf%83%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7-%ce%bc%cf%80%ce%bf%ce%b6%ce%bf%ce%bd%ce%af%cf%89%ce%bd/

Προσομοίωση σωματιδιακής φυσικής με κβαντικούς υπολογιστές.

Όταν βαρέα ιόντα με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός συγκρούονται σε έναν επιταχυντή σωματιδίων, παράγουν ένα σχεδόν τέλειο ρευστό μέσα στο οποίο κολυμπούν διάφορα στοιχειώδη σωματίδια. Για γίνει ακριβής προσομοίωση έστω και μιας ‘μικροσκοπικής σταγόνας’ αυτού του θερμού και πυκνού υποατομικού προϊόντος σε έναν κλασικό υπολογιστή, θα χρειαζόταν ένα χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από την ηλικία του σύμπαντος.

Μια ομάδα θεωρητικών, πειραματικών φυσικών και επιστημόνων υπολογιστών διερεύνησε το πως θα μπορούσε να αντιμετωπιστεί ένα τέτοιο πρόβλημα με την βοήθεια ενός ισχυρού και αναδυόμενου εργαλείου: των κβαντικών υπολογιστών.

Σήμερα, οι φυσικοί χρησιμοποιούν κλασικούς υπολογιστές υψηλής ισχύος, συνδεδεμένους μεταξύ τους, για να δημιουργήσουν προσομοιώσεις των υποατομικών αλληλεπιδράσεων.

Όμως το πλεονέκτημα των κβαντικών υπολογιστών όσον αφορά ορισμένους τύπους πολύπλοκων υπολογισμών είναι ασυναγώνιστο. Και τέτοιοι υπολογισμοί χρειάζονται για να αναλυθούν τα αποτελέσματα πειραμάτων π.χ. συγκρούσεων βαρέων ιόντων με υψηλές ενέργειες. Χρησιμοποιώντας τις κβαντικές διαδικασίες που κάνουν τον κβαντικό υπολογιστή να λειτουργεί, προσομοιώνονται οι κβαντικές διαδικασίες που συμβαίνουν στις συγκρούσεις πυρήνων με σχετικιστικές ταχύτητες. Ελπίζουμε ότι θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τους κβαντικούς υπολογιστές για να λύσουμε δύσκολα εκκρεμή προβλήματα φυσικής.

Οι σημερινοί κβαντικοί υπολογιστές διανύουν ακόμα την παιδική τους ηλικία και δεν διαθέτουν την περιπλοκότητα και αξιοπιστία των κλασικών υπολογιστών. Αλλά οι Mulligan, Yao και Ringer θέλουν να είναι έτοιμοι όταν ωριμάσει η τεχνολογία τους.

Έτσι, πραγματοποίησαν πρόσφατα μια έρευνα με τίτλο «Quantum simulation of open quantum systems in heavy-ion collisions» στην οποία εξέτασαν το πως θα μπορούσαν να επηρεαστούν οι ιδιότητες ενός βαρέος σωματιδίου καθώς διασχίζει το πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων .

Το πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων είναι η πιο θερμή και πυκνή κατάσταση της γνωστής ύλης και παράγεται κατά τη διάρκεια συγκρούσεων βαρέων ιόντων, σε επιταχυντές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN ή ο επιταχυντής στο Brookhaven National Laboratory. Οι Mulligan et al πραγματοποίησαν την προσομοίωσή τους τόσο σε έναν πραγματικό κβαντικό υπολογιστή που κατασκευάστηκε από την IBM όσο και σε έναν κλασικό υπολογιστή που διαμορφώθηκε έτσι ώστε να μιμείται έναν κβαντικό υπολογιστή.

Μετά από αρκετούς μήνες δοκιμών και βελτιώσεων του κώδικά τους, κατάφεραν να αποδείξουν ότι αυτά τα είδη υπολογισμών είναι πλέον εφικτά στους σημερινούς κβαντικούς υπολογιστές.

Είναι σημαντικό να ξεκινήσουμε από τώρα την εξερεύνηση αυτών των τεχνικών, δήλωσε ο Ringer. Ενδεχομένως, η κοινότητα της σωματιδιακής φυσικής θα μπορούσε επιδράσει στην διαμόρφωση της εξέλιξης των κβαντικών υπολογιστών, προτείνοντας ενδιαφέροντα προβλήματα τα οποία θα μπορούν να λυθούν από την επόμενη γενιά μηχανών.

https://physicsgg.me/2020/12/11/%cf%80%cf%81%ce%bf%cf%83%ce%bf%ce%bc%ce%bf%ce%af%cf%89%cf%83%ce%b7-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b9%ce%b4%ce%b9%ce%b1%ce%ba%ce%ae%cf%82-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82-%ce%bc%ce%b5/