Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 17, 2024 Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 17, 2024 Άμεση ανίχνευση νετρίνου του ηλεκτρονίου σε επιταχυντή σωματιδίων … για πρώτη φορά Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, υπάρχουν τρεις τύποι (ή γεύσεις) νετρίνων – τα νετρίνα του ηλεκτρονίου (νe), νετρίνα του μιονίου (νμ) και νετρίνα του ταυ (ντ). Tα νετρίνα «ταλαντώνονται», που σημαίνει ότι μπορούν να αλλάζουν μεταξύ αυτών των τριών τύπων (γεύσεων). Η γεύση δεν είναι μόνιμο χαρακτηριστικό των νετρίνων αφού αλλάζει με το χρόνο. Συνεπώς τα νe, νμ και ντ δεν είναι στάσιμες καταστάσεις με συγκεκριμένες μάζες αλλά υπερθέσεις στάσιμων καταστάσεων, οι οποίες παριστάνονται με ν1, ν2 και ν3. Ας σημειωθεί ότι τα «πραγματικά» νετρίνα, αυτά που έχουν καθορισμένη μάζα και παραμένουν τα ίδια για πάντα, όπως συμβαίνει με όλα τα στοιχειώδη σωματίδια είναι τα ν1, ν2 και ν3, και όχι τα νe, νμ και ντ (διαβάστε σχετικά: Ποιό είναι το βαρύτερο νετρίνο; και Πόσο βαρύ είναι ένα νετρίνο;)Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα στοιχειώδη σωματίδια που παίζουν σπουδαίο ρόλο στην σωματιδιακή φυσική. Το γεγονός ότι διαθέτουν μικρή μεν, αλλά όχι αμελητέα μάζα, αποτελεί την μοναδική αναμφισβήτητη ανακάλυψη που δείχνει ότι υπάρχει άγνωστη φυσική πέραν του Καθιερωμένου Πρότυπου των στοιχειωδών σωματιδίων (σύμφωνα με το οποίο τα νετρίνα έχουν μηδενική μάζα). Τα νετρίνα βρίσκονται παντού γύρω μας. Χωρίς να το αντιλαμβανόμαστε τρισεκατομμύρια νετρίνα διασχίζουν το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο. Μπορούν να διασχίσουν χωρίς να αλληλεπιδράσουν ακόμη και ολόκληρους πλανήτες. Ενώ λοιπόν είναι από τα πιο άφθονα σωματίδια στο σύμπαν, η παρατήρησή τους είναι πολύ δύσκολη αφού αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη.Η ύπαρξη του νετρίνου προτάθηκε στις 4 Δεκεμβρίου του 1930 από τον Wolfgang Pauli σε μια απεγνωσμένη προσπάθεια να εξηγήσει την αρχή διατήρησης της ενέργειας στην διάσπαση βήτα. Ο Enrico Fermi κατάφερε να διατυπώσει μια κομψή θεωρία της διάσπασης β, η οποία περιλάμβανε το σωματίδιο που ονομάστηκε νετρίνο. Κανείς δεν μπορούσε να φανταστεί ότι αυτό το μικροσκοπικό σωματίδιο θα δημιουργούσε επανάσταση και στην σωματιδιακή φυσική και στην κοσμολογία. Πέρασαν αρκετά χρόνια μέχρι να ανιχνευθεί το νετρίνο, στην δεκαετία του 1950, όταν άρχισαν να παράγεται πολύ μεγάλος αριθμός νετρίνων στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Τον Ιούνιο του 1956, οι Frederick Reines και Clyde Cowan έστειλαν ένα τηλεγράφημα στον Pauli – ότι τα νετρίνα άφησαν τα ίχνη τους στον ανιχνευτή τους. Έτσι αποδείχθηκε ότι το σωματίδιο-φάντασμα ήταν ένα πραγματικό σωματίδιο.Οι φυσικοί έχουν χρησιμοποιήσει τεράστιους ανιχνευτές με πολύπλοκο εξοπλισμό για να ανιχνεύσουν νετρίνα διαφόρων προελέυσεων. Οι προσπάθειές τους οδήγησαν τελικά στην παρατήρηση νετρίνων που προέρχονται από τον Ήλιο, τις κοσμικές ακτίνες, τα σουπερνόβα και άλλα κοσμικά αντικείμενα, καθώς και από επιταχυντές σωματιδίων και πυρηνικούς αντιδραστήρες.Πολύ δύσκολη ήταν η παρατήρηση νετρίνων που παράγονται μέσα σε επιταχυντές, όταν δύο δέσμες σωματιδίων συγκρούονται μεταξύ τους. Τελικά όμως, το 2023, δύο μεγάλα πειράματα, συγκεκριμένα το FASER (Forward Search Experiment) και το SND (Scattering and Neutrino Detector)@LHC, ανίχνευσαν για πρώτη φορά νετρίνα του μιονίου που παράχθηκαν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) από συγκρούσεις πρωτονίων, χρησιμοποιώντας τους κατάλληλους ανιχνευτές. Πριν από λίγες ημέρες το πείραμα FASER ανέφερε την πρώτη άμεση ανίχνευση μιας ακόμα γεύσης – το νετρίνο του ηλεκτρονίου [First Measurement of 𝜈𝑒 and 𝜈𝜇 Interaction Cross Sections at the LHC with FASER’s Emulsion Detector].Η ερευνητική ομάδα του πειράματος FASER χρησιμοποίησε έναν ανιχνευτή κατασκευασμένο από βολφράμιο τοποθετημένο 500 μέτρα από το σημείο που συγκρούονται οι δέσμες των πρωτονίων του LHC. Όταν ένα νετρίνο του ηλεκτρονίου παράγεται από τις συγκρούσεις πρωτονίων φτάνει στον ανιχνευτή και αλληλεπιδρά με ένα άτομο βολφραμίου, παράγει ένα εξαιρετικά ενεργητικό ηλεκτρόνιο μαζί με πολλά άλλα σωματίδια. Οι επιστήμονες του FASER συμπέραναν την άφιξη ενός μητρικού νετρίνου του ηλεκτρονίου στον ανιχνευτή από τον χαρακτηριστικό καταρράκτη των δευτερευόντων ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων και των φωτονίων που περιβάλλουν την τροχιά του θυγατρικού ηλεκτρονίου. Με αυτόν τον τρόπο, βρήκαν τέσσερα νετρίνα του ηλεκτρονίου. Οι φυσικοί είναι βέβαιοι, με στατιστική ακρίβεια 5 σίγμα, ότι τα ίχνη των σωματιδίων που φαίνονται στον ανιχνευτή τους για αυτά τα τέσσερα γεγονότα δεν παρήχθησαν τυχαία από άλλα ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια που μιμούνται ένα νετρίνο (5σ σημαίνει ότι η πιθανότητα το σήμα να είναι τυχαίο είναι μόλις 0,00003%).Οι ερευνητές θεωρούν ότι η ικανότητα ανίχνευσης και διαφοροποίησης νετρίνων διαφορετικών γεύσεων που παράγονται σε επιταχυντές θα τους επιτρέψει να διερευνήσουν τις ηλεκτρασθενείς αλληλεπιδράσεις. Μπορεί επίσης με βάση τα νετρίνα, να διερευνηθεί η εσωτερική δομή κουάρκ-γλοιονίων του πρωτονίου. Πηγές: 1. Η πρώτη ανίχνευση νετρίνων που παράχθηκαν στον επιταχυντή του CERN 2. First Direct Detection of Electron Neutrinos at a Particle Collider – https://physics.aps.org/articles/v17/s80 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 1, 2024 Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 1, 2024 Πώς διατάσονται τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες των ατόμων; Kαθώς ο κόσμος γύρω μας αποτελείται από σωματίδια αόρατα με γυμνό μάτι, οι φυσικοί συνεχίζουν να διεισδύουν όλο και περισσότερο σ’ αυτό το αόρατο βασίλειο. Σύμφωνα με μια νέα δημοσίευση με τίτλο «Shell-cluster transition in 48Ti», στο Physical Review C φαίνεται ότι η δομή ενός πυρήνα πιθανότατα αλλάζει ανάλογα με την απόσταση που βρίσκονται τα πρωτόνια και τα νετρόνια από το κέντρο του πυρήνα.Η πυρηνική δομή του τιτανίου-48 αλλάζει από την δομή μοντέλου φλοιών σε δομή συστάδας άλφα (α-cluster), ανάλογα με την απόσταση από το κέντρο του πυρήνα.Οι φυσικοί Okada et al συνέκριναν υπολογισμούς χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα με τα υπάρχοντα πειραματικά δεδομένα για να προσδιορίσουν αν το τιτάνιο-48, το πιο συνηθισμένο ισότοπο τιτανίου με 22 πρωτόνια και 26 νετρόνια, έχει δομή μοντέλου φλοιού ή δομή συστάδας α.Ενώ τα μοντέλα φλοιού είναι συμμετρικά, οι δομές α-cluster θεωρείται ότι διαθέτουν ένα σωματίδιο άλφα στην εξωτερική περιοχή του πυρήνα , δημιουργώντας μια ασύμμετρη διαμόρφωση. Ένα σωματίδιο άλφα είναι σαν τον πυρήνα ηλίου (Ηe) που συνίσταται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Στην ραδιενεργό διάσπαση άλφα εκπέμπεται ένα τέτοιο σωματίδιο. Αν από το τιτάνιο-48 αφαιρεθεί ένα σωμάτιο α, τότε προκύπτει ο πυρήνας του ασβεστίου-44 (πάντως ο πυρήνας 48Ti είναι σταθερός).Οι Okada et al ανέλυσαν τα αποτελέσματα του βομβαρδισμού ενός στόχου τιτανίου-48 με δέσμες υψηλής ενέργειας πρωτονίων ή σωματιδίων α. Χρησιμοποίησαν τις θεωρίες των πυρηνικών αντιδράσεων, σύμφωνα με τις οποίες η σύγκρουση των πρωτονίων με έναν πυρήνα αντανακλά τη δομή κοντά στην επιφάνεια του πυρήνα στόχου, ενώ η σύγκρουση των σωματιδίων α με τον ίδιο πυρήνα αντανακλά τη δομή των εξωτερικών περιοχών.Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι η δομή του πυρήνα τιτανίου-48 αλλάζει από δομή μοντέλου φλοιών προς δομή α-cluster, ανάλογα με την απόσταση από το κέντρο του πυρήνα.«Αυτά τα αποτελέσματα ανατρέπουν τη συμβατική γνώση της πυρηνικής δομής και αναμένεται να βοηθήσουν στην κατανόηση της διάσπασης α των βαρέων πυρήνων, η οποία δεν έχει επιλυθεί εδώ και 100 χρόνια περίπου», δήλωσε ο καθηγητής Horiuchi, αναφερόμενος στη θεωρία Gamow για την πυρηνική διάσπαση. «Στο μέλλον, θα θέλαμε να επεκτείνουμε τα αποτελέσματα που προέκυψαν από αυτή την έρευνα για να αντιμετωπίσουμε την πρόκληση της επίλυσης προβλημάτων που σχετίζονται με βαρύτερους πυρήνες». πηγή: https://phys.org/news/2024-07-results-titanium-nuclear-varying-distances.html Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 12, 2024 Δημοσιεύτηκε Αύγουστος 12, 2024 Από τι είναι φτιαγμένα τα πρωτόνια; Τα πρώτα πειράματα σκέδασης που διερευνούσαν την δομή του πρωτονίου κατέληξαν σε ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Τα πρωτόνια αντί να είναι φτιαγμένα μόνο από σημειακά σωματίδια (κουάρκ), φαινόταν ότι στο εσωτερικό τους συμβαίνουν περισσότερα:Η «μεγέθυνση» ενός πρωτονίου αντιστοιχεί στη σύγκρουσή του με δέσμες σωματιδίων συνεχώς αυξανόμενης ενέργειας. Όπως για να δούμε έναν στόχο στον μικρόκοσμο πρέπει χρησιμοποιήσουμε φως με μικρότερο μήκος κύματος, έτσι και η υψηλότερη ενέργεια στην δέσμη σωματιδίων (λ=h/p), έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη διακριτική ικανότητα.Αν το πρωτόνιο ήταν σημειακό σωματίδιο, όπως το ηλεκτρόνιο, τότε η κατανομή των σκεδαζόμενων σωματιδίων θα περιγραφόταν από μια επίπεδη συνάρτηση μεταφερόμενης ορμής: ο μετασχηματισμός Fourier μιας συνάρτησης δέλτα είναι μια σταθερά.Τα πειράματα σκέδασης αποκάλυψαν κάτι διαφορετικό. Δείχνουν ότι το σχήμα αυτής της κατανομής εξαρτάται από την ορμή που μεταφέρει κάθε συστατικό του πρωτονίου. Στο παρακάτω διάγραμμα, x=1/3 σημαίνει ότι το καθένα φέρει το 1/3 της η ορμής του πρωτονίου και x<<1 σημαίνει ότι το καθένα συστατικό φέρει ένα μικροσκοπικό κλάσμα:Η συνάρτηση δομής F2 σημειακών συστατικών του νουκλεονίου ως προς Q2 (-η μεταφορά της τετραδιάστατης ορμής στο νουκλεόνιο), για διάφορες τιμές του x. Παρατηρούμε ότι για την βασική περιοχή των τιμών του x (x>0,1), η συνάρτηση δομής F2 είναι σε πρώτη προσέγγιση ανεξάρτητη του Q2. Ο νόμος κλιμάκωσης επιβεβαιώνεται εκεί πειραματικά. Όμως, τα δεδομένα δείχνουν ότι ο νόμος δεν ισχύει για μικρές τιμές του x: εκεί η συνάρτηση δομής είναι αύξουσα συνάρτηση του Q2, μια συμπεριφορά που συμβαίνει όταν παρατηρούμε το εσωτερικό του πρωτονίου με αυξανόμενη διακριτική ικανότητα.Τι συμβαίνει; Αυτή η αποκαλούμενη «παραβίαση κλιμάκωσης» είναι ένα σημάδι ότι το πρωτόνιο δεν είναι απλώς ένας σάκος από σημειακά κουάρκ. Έχει μια δυναμική υπο-δομή, αποτελούμενη από μια θάλασσα σωματιδίων που παράγονται από τη διάσπαση και τη συγχώνευση γλοιονίων στο εσωτερικό του πρωτονίου.Το γεγονός ότι το εσωτερικό ενός πρωτονίου φαίνεται διαφορετικό αν ανιχνεύεται με διαφορετική μεταφορά ορμής ήταν ένα πρώτο βήμα για την κατανόηση της κβαντικής χρωμοδυναμικής (QCD).Το προαναφερθέν κλάσμα ορμής x, ονομάζεται «Bjorken-x», και πήρε το όνομά του από τον σπουδαίο James Bjorken (JD Bjorken), έναν γίγαντα της σωματιδιακής φυσικής, που έφυγε από τη ζωή αυτόν τον μήνα, σε ηλικία 90 ετών. Ο JD Bjorken αναρριχάται σε ένα απότομο βουνό πηγή: Martin Bauer – https://x.com/martinmbauer/status/1821929775314633208 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 4, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 4, 2024 Δημιουργήθηκε ένας εξωτικός υπερπυρήνας αντιύλης … το αντι-υπερ-υδρογόνο-4 Καλλιτεχνική αναπαράσταση του αντιυπερυδρογόνου-4 —ένας υπερπυρήνας αντιύλης που συνίσταται από ένα αντιπρωτόνιο, δύο αντινετρόνια και ένα σωματίδιο αντι-λάμδα. Δημιουργήθηκε από την σφοδρή σύγκρουση πυρήνων χρυσού (αριστερά).Οι ερευνητική ομάδα του πειράματος STAR πραγματοποιώντας συγκρούσεις πυρήνων χρυσού στον επιταχυντή RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider), ανακάλυψε ένα νέο είδος εξωτικού υπερπυρήνα αντιύλης, τον βαρύτερο που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα. Ονομάζεται αντιυπερυδρογόνο-4 και αποτελείται από τέσσερα σωματίδια αντιύλης: ένα αντιπρωτόνιο, δύο αντινετρόνια και ένα αντιυπερόνιο. Συμβολίζεται ως Ένας υπερπυρήνας είναι παρόμοιος με τους συμβατικούς πυρήνες, με την διαφορά ότι περιέχει τουλάχιστον ένα υπερόνιο εκτός από τα συνηθισμένα πρωτόνια και νετρόνια. Τα υπερόνια είναι βαρυόνια που περιέχουν ένα ή περισσότερα παράξενα κουάρκ, αλλά όχι γοητευτικά, πυθμένες ή κορυφαία κουάρκ. Οι υπερπυρήνες που περιέχουν το ελαφρύτερο υπερόνιο, το λάμδα (Λ), τείνουν να είναι πιο σφιχτά συνδεδεμένοι από τους κανονικούς πυρήνες, αν και μπορούν να διασπαστούν μέσω της ασθενούς αλληλεπίδρασης. Οι αντι-υπερπυρήνες συνίστανται από τα αντίστοιχα αντισωματίδια των υπερπυρήνων. Οι ερευνητές δημοσίευσαν την ανακάλυψή τους στο περιοδικό Nature (https://arxiv.org/abs/2310.12674) και αναφέρουν πως έχουν ήδη χρησιμοποιήσει αυτούς τους εξωτικούς αντι-υπερπυρήνες για να διερευνήσουν διαφορές μεταξύ ύλης και αντιύλης. Άλλωστε στο ερώτημα «γιατί το σύμπαν μας κυριαρχείται από την ύλη» δεν έχει δοθεί ακόμα οριστική απάντηση.Στον επισταχυντή RHIC, πραγματοποιούνται συγκρούσεις βαρέων ιόντων – ατομικών πυρήνων που έχουν απογυμνωθεί από τα ηλεκτρόνια τους, με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Η ενέργεια που εναποτίθεται στο προκύπτον πλάσμα των ελεύθερων κουάρκ και γκλουονίων, των πιο θεμελιωδών δομικών στοιχείων της ορατής ύλης, δημιουργεί χιλιάδες νέα σωματίδια. Και όπως στο αρχέγονο σύμπαν, ο RHIC παράγει ύλη και αντιύλη σε σχεδόν ίσες ποσότητες. Η σύγκριση των χαρακτηριστικών της ύλης και των σωματιδίων αντιύλης που δημιουργούνται σε αυτές τις συγκρούσεις μπορεί να προσφέρει ενδείξεις για κάποια ασυμμετρία που ανέτρεψε την ισορροπία για να ευνοήσει την ύπαρξη της ύλης στον σημερινό κόσμο. Για να μελετηθεί η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης, το πρώτο βήμα είναι να βρεθούν νέα σωματίδια αντιύλης. Κι αυτή είναι η βασική λογική πίσω από αυτό το πείραμα.Οι φυσικοί του πειράματος STAR είχαν παρατηρήσει στο παρελθόν πυρήνες από αντιύλη που δημιουργήθηκαν σε συγκρούσεις στον RHIC. Το 2010, εντόπισαν το αντιυπερτρίτιο. Αυτή ήταν η πρώτη περίπτωση ενός πυρήνα αντιύλης που περιείχε ένα υπερόνιο, Στη συνέχεια, ένα χρόνο αργότερα, οι φυσικοί του STAR ανέτρεψαν αυτό το ρεκόρ «βαριάς» αντιύλης ανιχνεύοντας το αντιήλιο-4, τον πυρήνα αντιύλης που αντιστοιχεί στον πυρήνα του ηλίου.Για να βρουν το αντιυπερυδρογόνο-4, οι φυσικοί του STAR εξέτασαν τα ίχνη των σωματιδίων στα οποία διασπάται αυτός ο ασταθής αντιυπερπυρήνας. Ένα από αυτά τα προϊόντα διάσπασης είναι ο πυρήνας αντιηλίου-4. Ένα δεύτερο προϊόν είναι το θετικά φορτισμένο σωματίδιο που ονομάζεται πιόνιο (π+).Έτσι μέσα από έξι δισεκατομμύρια συγκρούσεις βαρέων πυρήνων εντόπισαν 16 υπερπυρήνες αντιυπερυδρογόνου-4, ένα νέο είδος υπερπυρήνα αντιύλης, τον βαρύτερο που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα.Η ομάδα του STAR κατάφερε να κάνει κάποιες άμεσες συγκρίσεις ύλης-αντιύλης. Συνέκρινε τη διάρκεια ζωής του αντιυπερυδρογόνου-4 με αυτόν του υπερυδρογόνου-4, το οποίο αποτελείται από τα αντίστοιχα σωματίδια ύλης, ένα πρωτόνιο, δύο νετρόνια και ένα υπερόνιο. Επίσης συνέκρινε τους χρόνους ζωής για ένα άλλο ζεύγος ύλης-αντιύλης: το αντιυπετρίτιο και το υπερτρίτιο. Κανένα από τα δύο δεν παρουσίασε σημαντική διαφορά, κάτι που δεν εξέπληξε τους επιστήμονες. Το επόμενο βήμα θα είναι η μέτρηση της διαφοράς μάζας μεταξύ των υπερπυρήνων και των αντίστοιχων αντι-υπερπυρήνων. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες για το πείραμα: New Heaviest Exotic Antimatter Nucleus – https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=121912 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 16, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 16, 2024 Το μποζόνιο W σε 60 δευτερόλεπτα. Ένα βραχύβιο στοιχειώδες σωματίδιο που βοηθά τον ήλιο να λάμπει Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) των Στοιχειωδών Σωματιδίων είναι η φυσική θεωρία που περιγράφει τα ελάχιστα δομικά συστατικά της ύλης και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους διαμέσου των θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης (ισχυρές, ασθενείς και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις). Απεικονίζεται συνοπτικά με τον παραπάνω πίνακα, που μοιάζει με τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων του Μεντελέγιεφ. Ο πίνακας περιλαμβάνει τρεις οικογένειες στοιχειωδών σωματιδίων ύλης (φερμιόνια) και τα σωματίδια που είναι οι φορείς των δυνάμεων (μποζόνια).Τα σωματίδια που ονομάζονται μποζόνια, δρούν στο παρασκήνιο μεταφέροντας τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των άλλων σωματιδίων. Ένα από αυτά είναι το μποζόνιο W, που προβλέφθηκε τη δεκαετία του 1960 και ανακαλύφθηκε στο CERN το 1983. Χωρίς αυτό, ολόκληρο το σύμπαν θα βρίσκονταν στο σκοτάδι.Το μποζόνιο W είναι ένα βραχύβιο σωματίδιο – ζεί περίπου 10-25 δευτερόλεπτα – και είναι ο φορέας της ασθενούς δύναμης μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις. Ενώ οι άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις μπορούν να έλξουν ή να απωθήσουν, η ασθενής δύναμη επιτρέπει στα σωματίδια να αλλάξουν την ταυτότητά τους. Η δύναμη της ασθενούς δύναμης μπορεί να μετατρέψει τα πρωτόνια σε νετρόνια και το αντίστροφο. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται ραδιενεργή διάσπαση, είναι απαραίτητη για την πυρηνική σύντηξη που επιτρέπει στον ήλιο να λάμπει. Τα μποζόνια W έχουν μερικά χαρακτηριστικά που τα κάνουν μοναδικά: Πρώτον, έχουν πολύ μεγάλη μάζα, περίπου 80 φορές μεγαλύτερη μάζα από τα πρωτόνια. Μεγάλη μάζα σημαίνει ότι τα μποζόνια W μπορούν να δρουν μόνο σε πολύ μικρές αποστάσεις. (Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη που μεταφέρεται από μποζόνια – τα φωτόνια – με μάζα ηρεμίας μηδέν, είχει άπειρη εμβέλεια) . Δεύτερον, εμφανίζονται με δύο διαφορετικά είδη φορτίου: W– και W+. Οι παραλλαγές συν και πλην επιτρέπουν στα μποζόνια W να μεταμορφώνουν ουδέτερα σωματίδια σε φορτισμένα σωματίδια (και το αντίστροφο) χωρίς να σπάσουν την συμμετρία που ονομάζεται διατήρηση φορτίου.Τέλος, τα μποζόνια W είναι ευαίσθητα στην ελικότητα, ή «χειραλικότητα», η οποία καθορίζεται από το σπιν ενός σωματιδίου σε σχέση με την κατεύθυνση της κίνησής του. Τα μποζόνια W αλληλεπιδρούν μόνο με αριστερόστροφα σωματίδια και δεξιόστροφα αντισωματίδια, γεγονός που κάνει τα μποζόνια W κλειδί για την κατανόηση της ασυμμετρίας της ύλης και της αντιύλης στο σύμπαν. πηγή: https://www.symmetrymagazine.org/article/explain-it-in-60-seconds-w-boson?language_content_entity=und Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 21, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 21, 2024 Η μάζα του μποζονίου W μετρήθηκε με πρωτοφανή ακρίβεια. Τρεις είναι οι δυνάμεις που καθορίζουν την συμπεριφορά της ύλης σε υποατομικό επίπεδο: οι ηλεκτρομαγνητικές, οι ισχυρές πυρηνικές και οι ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις. Η ασθενής πυρηνική δύναμη είναι ίσως η πιο ενδιαφέρουσα. Αν και αληθεύει αυτό που υπονοεί το όνομά της, ότι είναι μια «αδύναμη δύναμη» – είναι η μόνη δύναμη που μπορεί να αλλάξει την ταυτότητα άλλων θεμελιωδών υποατομικών σωματιδίων.Οι πρώτες θεωρίες για την ασθενή πυρηνική δύναμη αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1930, όμως μια πιο σύγχρονη εκδοχή αναπτύχθηκε στις δεκαετίες του 1960 και του 1970. Σύμφωνα με την αποδεκτή θεωρία, η ασθενής πυρηνική δύναμη μεταφέρεται διαμέσου της ανταλλαγής δύο διαφορετικών υποατομικών σωματιδίων, που ονομάζονται μποζόνια W και Z. Και τα δύο σωματίδια ανακαλύφθηκαν στο εργαστήριο του CERN στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Είναι και τα δύο ασταθή και διασπώνται σχεδόν αμέσως μετά την δημιουργία τους. Για να προσδιορίσουν τις ιδιότητές τους, οι επιστήμονες βασίζονται στις ακριβείς μετρήσεις των προϊόντων διάσπασής τους. Το μποζόνιο Ζ είναι πιο εύκολο να μελετηθεί. Διασπάται σε σωματίδια που ανχνεύονται εύκολα. Μετρώντας τις ιδιότητες των προϊόντων διάσπασής του οι φυσικοί μπορούν να προσδιορίσουν τα χαρακτηριστικά του σωματιδίου Ζ. Έτσι, από το 1989 έως το 2000, στον επιταχυντή LEP του CERN μετρήθηκε η μάζα του μποζονίου Ζ με ακρίβεια 0,002%. Η πρόκληση της μέτρησης του μποζονίου W Η μελέτη του μποζονίου W είναι πολύ πιο δύσκολη. Μπορεί το μποζόνιο W να διασπάται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, όμως ο πιο συνηθισμένος τρόπος είναι να διασπάται σε ένα ηλεκτρόνιο ή μιόνιο (λεπτόνια) που φέρει ηλεκτρικό φορτίο και σε ένα σωματίδιο που φέρουν ηλεκτρικό φορτίο και ένα άλλο ηλεκτρικά ουδέτερο σωματίδιο που ονομάζεται νετρίνο. Ενώ οι ιδιότητες του ηλεκτρικά φορτισμένου προϊόντος διάσπασης είναι εύκολο να μετρηθούν, το νετρίνο δεν αλληλεπιδρά με την ύλη του ανιχνευτή. Διαφεύγει και οι ιδιότητές του παραμένουν άγνωστες. Κι αυτός είναι ο λόγος που καθιστά τον προσδιορισμό της μάζας του μποζονίου W πολύ πιο δύσκολο σε σχέση με το μποζόνιο Z.Οι ερευνητές που χρησιμοποιούσαν τον επιταχυντή LEP μπορούσαν να μετρήσουν τη μάζα του μποζονίου W με ακρίβεια μόνο 0,04%. Μια μέτρηση που έγινε στο Fermilab, χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή DZero, πέτυχε ακρίβεια 0,03%, ενώ ένα πείραμα που ονομάζεται CDF (Collider Detector at Fermilab) ανέφερε ακρίβεια 0,01%. Όμως, η μέτρηση του CDF διαφωνεί ουσιαστικά με όλες τις άλλες μετρήσεις, γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση την αναφερόμενη ακρίβεια.Τον Μάρτιο του 2023, το πείραμα ATLAS μέτρησε τη μάζα του μποζονίου W με ακρίβεια 0,02%. Ωστόσο, η πρόσφατη μέτρηση από πείραμα CMS (Compact Muon Solenoid) ξεπέρασε αυτή την ακρίβεια φτάνοντας στο 0,01%. Σε αντίθεση με το προηγούμενο ασυμβίβαστο αποτέλεσμα CDF, η μέτρηση CMS συμφωνεί με προηγούμενες μετρήσεις, γεγονός που προσδίδει αξιοπιστία στον αριθμό.Η νέα μέτρηση, η πρώτη από το πείραμα CMS, χρησιμοποιεί μια νέα τεχνική που την καθιστά την πιο περίπλοκη έρευνα της μάζας του μποζονίου W μέχρι σήμερα. Με βάση την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων σχεδόν επί μια δεκαετία, το CMS βρήκε μια τιμή για την μάζα του μποζονίου W που συμφωνεί με τις θεωρητικές προβλέψεις, λύνοντας τελικά ένα μυστήριο πολλών ετών. Η τελική ανάλυση των πειραματικών των δεδομένων χρησιμοποίησε 300 εκατομμύρια συμβάντα που συλλέχθηκαν κατά την λειτουργία του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) από το 2016, μαζί με 4 δισεκατομμύρια προσομοιωμένα συμβάντα. Από αυτό το σύνολο δεδομένων, η ομάδα ανακατασκεύασε και στη συνέχεια μέτρησε την μάζα από 100 εκατομμύρια και πλέον μποζόνια W. Bρήκαν ότι η μάζα του μποζονίου W είναι mW=80360,2 ± 9,9 MeV (μεγα-ηλεκτρονιοβόλτ), κάτι που είναι σύμφωνο με την τιμή που προβλέπει το Καθιερωμένο Προτύπο των στοιχειωδών σωματιδίων mW=80357±6 MeV. Διεξήγαγαν επίσης και μια ξεχωριστή ανάλυση που διασταυρώνει τις θεωρητικές υποθέσεις. Αν η μάζα του μποζονίου W ήταν διαφορετική από αυτή που περιμέναμε, τότε θα μπορούσαν να υπάρχουν νέες άγνωστες δυνάμεις και σωματίδια.Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω η νέα μέτρηση CMS έχει ακρίβεια 0,01%. Αυτό το επίπεδο ακρίβειας αντιστοιχεί στη μέτρηση του μήκους ενός μολυβιού μήκους 4 ιντσών μεταξύ 3,9996 και 4,0004 ιντσών (1 ίντσα=2,54 εκατοστά). Αλλά σε αντίθεση με ένα μολύβι, το μποζόνιο W δεν έχει διαστάσεις (είναι σημειακό σωματίδιο) και έχει μάζα μικρότερη από ένα άτομο αργύρου. Ή αν το δούμε διαφορετικά, η ακρίβεια της μέτρησης είναι ισοδύναμη με τη μέτρηση του ύψους του Πύργου του Άιφελ με ακρίβεια μιας ίντσας. Η μέτρηση της μάζας του μποζονίου W με τέτοια ακρίβεια αποτελεί ένα μνημειώδες επίτευγμα. Οι μετρήσεις της μάζας του μποζονίου W. Η τελεία είναι η μετρούμενη τιμή και το μήκος της γραμμής αντιστοιχεί στην ακρίβεια. Όσο πιο μικρή είναι η γραμμή, τόσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση. πηγές: 1. New results from the CMS experiment put W boson mass mystery to rest – https://www.symmetrymagazine.org/article/new-results-from-the-cms-experiment-put-w-boson-mass-mystery-to-rest?language_content_entity=und 2. CERN experiment unlocks new insights into the W boson – https://bigthink.com/hard-science/decoding-the-w-boson-cern-measurements-break-new-ground/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 23, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 23, 2024 (επεξεργάστηκε) Κβαντική σύμπλεξη μεταξύ κορυφαίων κουάρκ. Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στο CERN Οι φυσικοί στο CERN παρατήρησαν για πρώτη φορά κβαντική σύμπλεξη σε κουάρκ. To φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης είχε παρατηρηθεί σε σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια εδώ και δεκαετίες. Επειδή είναι ένα πολύ ευαίσθητο φαινόμενο στις εξωτερικές αλληλεπιδράσεις, μελετάται σε «ήσυχα» περιβάλλοντα χαμηλής ενέργειας, όπως οι εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας διατάξεις που φιλοξενούν τους κβαντικούς υπολογιστές. Συγκριτκά, οι συγκρούσεις σωματιδίων, όπως αυτές μεταξύ πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN, είναι πολύ θορυβώδεις και υψηλής ενέργειας, καθιστώντας πολύ πιο δύσκολη την μέτρηση της κβαντικής σύμπλεξης στα προϊόντα των συγκρούσεων. Είναι σαν να προσπαθεί κανείς να ακούσει έναν ψίθυρο σε μια συναυλία χέβι μέταλ. Τι είναι η κβαντική σύμπλεξη(*) [quantum entanglement]; Είναι ένα κβαντικό φαινόμενο όπου δύο ή περισσότερα σωματίδια συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε η κατάσταση του ενός σωματιδίου να συνδέεται και να εξαρτάται από την κατάσταση του άλλου, ακόμα κι αν βρίσκονται σε πολύ μεγάλη απόσταση το ένα από το άλλο. Αν μετρήσουμε μια ιδιότητα του ενός από δύο «συν-πλεγμένα» μεταξύ τους σωματιδία, τότε γνωρίζουμε αμέσως και την αντίστοιχη ιδιότητα του άλλου. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι ακόμα κι αν τα δύο σωματίδια βρίσκονται σε τεράστια απόσταση μεταξύ τους, η μέτρηση του ενός επηρεάζει ακαριαία το άλλο. Το γεγονός αυτό φαίνεται να παραβιάζει το ανώτατο όριο της ταχύτητας του φωτός που επιβάλλει η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Όμως δεν το κάνει. Γιατί το φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ακαριαία διάδοση πληροφορίας. Το φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών.Για να παρατηρήσουν την κβαντική σύμπλεξη στον LHC, οι φυσικοί που εργάζονταν στον ανιχνευτή ATLAS ανέλυσαν περίπου ένα εκατομμύριο ζεύγη κορυφαίων (top) και αντι-κορυφαίων κουάρκ – το βαρύτερο από όλα τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια και τα αντίστοιχα της αντιύλης. Βρήκαν αναμφισβήτητα στατιστικά στοιχεία για τη σύμπλεξη, τα οποία ανακοίνωσαν τον Σεπτέμβριο του περασμένου έτους, και περιγράφουν λεπτομερώς στην πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό Nature. Οι φυσικοί που εργάζονται στον δεύτερο μεγάλο ανιχνευτή του LHC, τον CMS, επιβεβαίωσαν επίσης την παρατήρηση της κβαντικής σύμπλεξης των κουάρκ με δημοσίευση στο arXiv στις 2 Ιουνίου. Είναι η πρώτη φορά που μελετάται η σύμπλεξη στις υψηλότερες δυνατές ενέργειες που αναπτύσσονται στον LHC.Κατά τη διάρκεια ενός διαλείμματος για καφέ πριν από χρόνια, ο πειραματικός φυσικός Yoav Afik, και ο φυσικός συμπυκνωμένης ύλης Juan Muñoz de Nova, αναρωτήθηκαν αν ήταν δυνατόν να παρατηρηθεί η κβαντική σύμπλεξη σε επιταχυντή. Η συνομιλία τους μετατράπηκε σε μια δημοσίευση που χάραξε τον δρόμο προς την ανίχνευση της κβαντικής σύμπλεξης μεταξύ κορυφαίων κουάρκ.Τα ζεύγη κορυφαίων κουάρκ-αντικουάρκ που δημιουργούνται μετά από μια σύγκρουση πρωτονίων ζουν απειροελάχιστα σύντομες ζωές – διάρκειας 10−25 δευτερόλεπτα, και στη συνέχεια διασπώνται σε σωματίδια μεγαλύτερης διάρκειας ζωής.Παλαιότερες μελέτες είχαν βρει ότι κατά τη διάρκεια της σύντομης ζωής τους, τα κορυφαία κουάρκ μπορεί να έχουν συσχετισμένα «σπιν», μια κβαντική ιδιότητα παρόμοια με την ιδιοστροφορμή. Οι Afik και Muñoz de Nova συνειδητοποίησαν ότι αυτές η μελέτες θα μπορούσαν να επεκταθούν για να δείξουν ότι τα σπιν των κορυφαίων κουάρκ δεν ήταν απλά συσχετισμένα, αλλά πραγματικά συν-πλεκόμενα. Όρισαν μια παράμετρο D, για να περιγράψουν τον βαθμό συσχέτισης. Αν το D ήταν μικρότερο από −1/3, τα κορυφαία κουάρκ θα ήταν συμπλεγμένα.Η πρόταση των Afik και Muñoz de Nova δούλεψε εξαιτίας της σύντομης διάρκειας ζωής των κορυφαίων κουάρκ. Αυτό δεν θα μπορούσε ποτέ να γίνει με ελαφρύτερα κουάρκ. Τα κουάρκ απεχθάνονται την μοναξιά και τον διαχωρισμό τους από άλλα κουάρκ.Έτσι, μετά από μόλις 10-24 δευτερόλεπτα μοναξιάς, αρχίζουν να αναμιγνύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν αδρόνια, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Αλλά ένα κορυφαίο κουάρκ διασπάται αρκετά γρήγορα και δεν έχει χρόνο ώστε να «αδρονιστεί» και να χάσει τις πληροφορίες του σπιν του εξαιτίας της μίξης. Αντίθετα, όλες αυτές οι πληροφορίες «μεταφέρονται στα σωματίδια διάσπασής τους». Αυτό σήμαινε ότι οι ερευνητές μπορούσαν να μετρήσουν τις ιδιότητες των προϊόντων διάσπασης, ώστε να πηγαίνοντας προς τα πίσω να συμπεράνουν τις ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένου και του σπιν, των μητρικών κορυφαίων κουάρκ.Τελικά, και τα δύο πειράματα επιβεβαίωσαν το όριο που έθετε η παράμετρος D(<−1/3) για την κβαντική σύμπλεξη, με το ATLAS να μετρά την τιμή D=−0,537 και το CMS D=−0,480. Πρόκειται για ένα θαυμαστό πειραματικό αποτέλεσμα που φαίνεται άχρηστο προς το παρόν – όπως άλλωστε έδειχναν εκ πρώτης όψεως, σχεδόν όλες οι μεγάλες ανακαλύψεις στην ιστορία της φυσικής. (*) Μια πιο τεχνική περιγραφή της κβαντικής σύμπλεξης από τον Στέφανο Τραχανά: Κβαντική ΣύμπλεξηDownload file:///home/guest/%CE%9B%CE%AE%CF%88%CE%B5%CE%B9%CF%82/01-kvantikh-symplexis.pdf διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο του Nature «Quantum feat: physicists observe entangled quarks for first time» – https://www.nature.com/articles/d41586-024-02973-7 Το επεξεργάστηκε Σεπτέμβριος 23, 2024 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 27, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 27, 2024 Η κβαντική σύμπλεξη σε 60 δευτερόλεπτα. Τα πειράματα CMS και ATLAS ανακοίνωσαν πρόσφατα την ανίχνευση κβαντικής σύμπλεξης σε κουάρκ που παράχθηκαν στις συγκρούσεις δεσμών πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Επίσης, πριν από μερικές εβδομάδες κινέζοι ερευνητές δημοσίευσαν μια εργασία σχετικά με την πιθανή συμμετοχή της κβαντικής σύμπλεξης φωτονίων στην λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου.Τι είναι λοιπόν η κβαντική σύμπλεξη ή αλλιώς κβαντική διεμπλοκή;Η κβαντική σύμπλεξη συνδέει τα υποατομικά σωματίδια με τρόπο που φαίνεται να αψηφά τη λογική. Όταν οι επιστήμονες μετρούν το ένα σωματίδιο του ζεύγους συν-πλεκομένων σωματιδίων, το άλλο φαίνεται να γνωρίζει ακαριαία το αποτέλεσμα.Ένας τρόπος για να αποδείξουμε την κβαντική σύμπλεξη μεταξύ των σωματιδίων είναι να μετρήσουμε μια ιδιότητά τους που ονομάζεται σπιν. Οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν τόσο το μέγεθος όσο και την κατεύθυνση του σπιν ενός σωματιδίου. Μια κατηγορία σωματιδίων που ονομάζονται φερμιόνια – στα οποία ανήκουν τα ηλεκτρόνια, τα μιόνια, τα ταυ, τα νετρίνα και τα κουάρκ – που έχουν όλα σπιν ½. Η κατεύθυνση του σπιν ενός φερμιονίου μπορεί να είναι είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. Το μέγεθος του σπιν ενός φερμιονίου είναι πάντα ½, αλλά η κατεύθυνσή του «αποφασίζεται» μόνο όταν πραγματοποιείται μια μέτρηση.Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, οι επιστήμονες μελέτησαν συν-πλεκόμενα ζεύγη φερμιονίων που ονομάζονται κορυφαία κουάρκ.Έδειξαν ότι μόλις μετρούσαν την κατεύθυνση του σπιν ενός κουάρκ, το άλλο κουάρκ θα «επέλεγε» τον συμπληρωματικό προσανατολισμό. Επειδή αυτό συνέβη ακαριαία, χωρίς να απαιτηθεί κάποιο χρονικό διάστημα ώστε το ένα κορυφαίο κουάρκ να μεταδώσει μήνυμα στο άλλο και να επηρεάσει το σπιν του, τα δύο συν-πλεκόμενα σωματίδια υπήρχαν σχεδόν σαν να ήταν ένα.Εξαιτίας αυτού του φαινομένου ο Albert Einstein απέρριπτε την κβαντική φυσική. Το 1934, μαζί με τους Boris Podolski και Nathan Rosen, δημοσίευσε μια εργασία στην οποία υποστήριζε ότι η κβαντική μηχανική ήταν μια ατελής θεωρία. Πρότειναν ότι υπήρχαν «κάποιες κρυφές μεταβλητές» οι οποίες επέτρεπαν στα σωματίδια να επικοινωνούν.Το 1964, ο φυσικός John Bell επινόησε ένα πείραμα για να αναζητήσει αυτές τις κρυμμένες μεταβλητές. Όμως, από την δεκαετία του 1970, όλα τα πειράματα έχουν επιβεβαιώσει με ακρίβεια τις προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής, χωρίς να βρούν κάποια πειραματική ένδειξη ότι υπάρχουν κρυφές μεταβλητές. πηγή: https://www.symmetrymagazine.org/article/explain-it-in-60-seconds-quantum-entanglement?language_content_entity=und Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 28, 2024 Δημοσιεύτηκε Σεπτέμβριος 28, 2024 (επεξεργάστηκε) Κωνσταντίνος Φουντάς: Πρόεδρος του Συμβουλίου του CERN ο διακεκριμένος Έλληνας καθηγητής Φυσικής. Ο καθηγητής Κωνσταντίνος Φουντάς είναι ο νέος πρόεδρος του συμβουλίου του CERN που εδρεύει στη Γενεύη, με τον ίδιο να επικρατεί έναντι άλλων δύο υποψηφίων σε ανταγωνιστική διαδικασία.Η εκλογή του κ. Φουντά, η θητεία του οποίου θα ξεκινήσει το 2025 και θα ολοκληρωθεί το 2027, αποτελεί ιδιαίτερα σημαντική εξέλιξη, καθώς ο διακεκριμένος καθηγητής Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων και επιστημονικός εκπρόσωπος της Ελλάδας στο CERN, είναι ο πρώτος Έλληνας που αναλαμβάνει τα ηνία του μεγαλύτερου ευρωπαϊκού ερευνητικού εργαστηρίου πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής. Εκλογική επιτυχία οφείλεται στη στοχευμένη και στρατηγικά οργανωμένη διπλωματική κινητοποίηση, καθώς και στο επιστημονικό κύρος του Έλληνα υποψηφίου.Σήμερα το CERN μετρά 70 χρόνια ζωής, αποτελείται από 24 κράτη μέλη (η Ελλάδα υπήρξε ιδρυτικό μέλος), απασχολεί περί τους 2.600 υπαλλήλους και προσφέρει υπηρεσίες σε πάνω από 600 ερευνητικά ινστιτούτα και πανεπιστήμια παγκοσμίως.Το CERN παρέχει ένα μοναδικό φάσμα εγκαταστάσεων επιταχυντών σωματιδίων που επιτρέπουν την έρευνα στην αιχμή της ανθρώπινης γνώσης με τρόπο βιώσιμο και φιλικό προς το περιβάλλον, ενώ φέρνει σε επαφή ανθρώπους από όλο τον κόσμο για να διευρύνουν τα όρια της επιστήμης και της τεχνολογίας προς όφελος όλων, και εκπαιδεύει νέες γενιές φυσικών, μηχανικών και τεχνικών, προωθώντας τις αξίες της έρευνας και της επιστήμης. Οι ημερομηνίες ανακάλυψης των σημαντικότερων σωματιδίων στη φύση. Προφανώς η πρόοδος ήταν αργή στην αρχή της σωματιδιακής φυσικής, και αργότερα ήταν κατά περιόδους εκρηκτική (η εικόνα είναι από τις σημειώσεις του μαθήματος Σωματιδιακή Φυσική του Κωνσταντίνου Φουντά στο πανεπιστήμιο Ιωαννίνων) "https://www.iefimerida.gr">iefimerida.gr</a> - <a target="_blank" href="https://www.iefimerida.gr/kosmos/diakekrimenos-ellinas-epistimonas-o-neos-epikefalis-toy-cern" Σχολιο¨Νομιζω οτι η εκλογη του Ελληνα φυσικου αποτελει μια σπουδαια επιτυχια του Ελληνικου Επιστημονικου Δυναμικου και μας βαζει στην πρωτοπορια της διεθνους ερευνας. Θερμα Συγχαρητηρια. Το επεξεργάστηκε Σεπτέμβριος 28, 2024 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Οκτώβριος 1, 2024 Δημοσιεύτηκε Οκτώβριος 1, 2024 (επεξεργάστηκε) Κωνσταντίνος Φουντάς: Ο πρώτος Έλληνας πρόεδρος του Συμβουλίου του CERN μιλάει στο ΒΗΜΑ. Ο κ. Κωνσταντίνος Φουντάς, καθηγητής στο Τμήμα φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, εξελέγη πρόεδρος του Συμβουλίου του CERN και μιλάει στο ΒΗΜΑ για το νέο του ρόλο, τα ερευνητικά προγράμματά του και τη σημασία της ύπαρξης του CERN στο παρόν και το μέλλον της Ευρώπης. Παραμονές των επίσημων εορτασμών για τη συμπλήρωση 70 χρόνων από την ίδρυση του CERN, του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών, ένας έλληνας επιστήμονας αναλαμβάνει τα ηνία του επιστημονικού κολοσσού. Ο κ. Κωνσταντίνος Φουντάς, καθηγητής στο Τμήμα φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, εξελέγη πρόεδρος του Συμβουλίου του CERN και έγινε ο πρώτος Ελληνας που καταλαμβάνει αυτή τη θέση.Παρά το πιεστικό πρόγραμμά του, βρήκε εχθές Κυριακή χρόνο να μας μιλήσει για το νέο του ρόλο, τα ερευνητικά προγράμματά του και τη σημασία της ύπαρξης του CERN στο παρόν και το μέλλον της Ευρώπης. Τι είναι το Συμβούλιο του CERN και σε τι συνίσταται ο ρόλος του Προέδρου του; Αν περιγράφαμε το Συμβούλιο του CERN ως ένα κοινοβούλιο, ο ρόλος του προέδρου θα ήταν αντίστοιχος με τον ρόλο του προέδρου της βουλής, αλλά με αυξημένες αρμοδιότητες. Ποια είναι τα μέλη αυτού του ιδιότυπου κοινοβουλίου; Μετά την πρόσφατη προσθήκη της Εσθονίας, εικοσιτέσσερεις ευρωπαϊκές χώρες είναι τα μέλη του CERN. Μεταξύ αυτών και η Ελλάδα η οποία εντάχθηκε στο CERN το 1954, όταν τα μέλη ήταν μόνο δώδεκα.Κάθε χώρα μέλος έχει δύο αντιπροσώπους, έναν επιστημονικό και έναν πολιτικό. Από το 2016 είμαι ο επιστημονικός αντιπρόσωπος της χώρας μας στο CERN, ενώ ο πολιτικός αντιπρόσωπο είναι ο εκάστοτε πρέσβης μας στον ΟΗΕ (ο οποίος ως γνωστόν, εδράζει στη Γενεύη, όπως και το CERN). Κάθε χώρα έχει μία ψήφο στο Συμβούλιο. Ωστόσο στο CERN δραστηριοποιούνται και χώρες που δεν είναι μέλη. Τι διαφοροποιεί τα μέλη από τα μη μέλη; Υπάρχουν τα συνδεδεμένα μέλη, όπως είναι η Κύπρος, η Ινδία, το Πακιστάν, η Τουρκία ή η Σλοβακία, τα οποία δεν εκπροσωπούνται στο Συμβούλιο και δεν έχουν δικαίωμα ψήφου. Βεβαίως και η συνεισφορά τους στη χρηματοδότηση του CERN είναι μικρή.Τέλος, υπάρχουν και οι διεθνείς συνεργασίες όπως, παραδείγματος χάριν, με τις ΗΠΑ. Εξυπακούεται ότι τα μη μέλη και οι συνεργαζόμενες χώρες δεν καταλαμβάνουν διοικητικές θέσεις. Ποιες ακριβώς είναι οι αρμοδιότητες Προέδρου το Συμβουλίου του CERN; Ο Πρόεδρος θέτει την ημερησία διάταξη σε συνεργασία με τον/την Γενικό Διευθυντή/Γενική Διευθύντρια. Το Συμβούλιο, υπό τον Πρόεδρο, χαράσσει την πολιτική που θα ακολουθήσει το CERN για την εκτέλεση της οποίας είναι υπεύθυνος ο Γενικός Διευθυντής ο οποίος εκλέγεται από το Συμβούλιο. Ποια ήταν η πορεία σας μέχρι να φτάσετε στο CERN ως επιστημονικός αντιπρόσωπος της Ελλάδας; Αποφοίτησα από το Φυσικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων το 1981 και πραγματοποίησα τη διδακτορική διατριβή μου στο Πανεπιστήμιο Columbia των ΗΠΑ. Κατά τη διάρκεια της διατριβής μου εργάστηκα στο Fermi Lab για το πρώτο μου ερευνητικό πρόγραμμα. Στη συνέχεια εργάστηκα στη Γερμανία και στο Ηνωμένο Βασίλειο.Για την ακρίβεια, εκλέχτηκα αναπληρωτής καθηγητής στο Imperial College και ήμουν στην ομάδα που εργάστηκε για τα πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN που είχαν ως αποτέλεσμα την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs. Ποια είναι η ειδικότητά σας; Ο σχεδιασμός ηλεκτρονικών για πειράματα υψηλών ενεργειών. Σε κάθε πείραμα στο CERN λαμβάνουν χώρα εκατομμύρια συγκρούσεις σωματιδίων. Επειδή είναι αδύνατον να αποθηκεύσει κανείς τα δεδομένα όλων αυτών των συγκρούσεων, πρέπει να γίνει μια επιλογή. Εμείς σχεδιάζουμε τα ηλεκτρονικά τα οποία επιτρέπουν την επιλογή των δεδομένων που έχουν τη δυνατότητα να δώσουν νέες ανακαλύψεις.Για να σας δώσω μια τάξη μεγέθους, από 40 εκατομμύρια συγκρούσεις, επιλέγονται αρχικά γύρω στις 100.000 και στη συνέχεια γύρω στις 2.000 για περαιτέρω μελέτη. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι αν εσείς κάνετε κάποιο λάθος, δε θα υπάρξουν ανακαλύψεις! Τεράστια ευθύνη! Ποια είναι τα κριτήρια επιλογής; Μέχρι τώρα για την επιλογή των δεδομένων λαμβανόταν υπόψιν μόνο οι ενέργειες των σωματιδίων. Από το 2030 και μετά, χάρη σε μια ιδέα ενός φοιτητή μου πάνω στην οποία εργαζόμαστε από το 2006, θα προστεθεί ως κριτήριο και η τροχιά των σωματιδίων. Αν παραλληλίζαμε τη δική σας αναζήτηση με τις αναζητήσεις που κάνουμε όλοι στο Διαδίκτυο, αυτό που περιγράφετε είναι η προσθήκη ενός ακόμη φίλτρου ώστε το αποτέλεσμα της αναζήτησης να είναι περισσότερο αξιόπιστο; Ακριβώς! Αυτό ελπίζουμε να πετύχουμε με τον σχεδιασμό και την υλοποίηση βεβαίως του ανιχνευτή τροχιών. Περιττό να σας πω ότι κάτι τέτοιο απαιτεί και τεχνολογικές προόδους. Για αυτό παίρνει τόσο χρόνο η υλοποίηση; Υπάρχουν πάντοτε πολλά στάδια από μια ιδέα μέχρι την υλοποίησή της. Εν προκειμένω, μετά την ηλεκτρονική και τον προγραμματισμό έπρεπε να αναζητηθεί το κατάλληλο υλικό για τη δημιουργία ενός πρωτοτύπου το οποίο θα δοκιμαστεί σε εργαστηριακές συνθήκες. Στη συνέχεια θα πρέπει να υπάρξει ένας ιδιαίτερα ενδελεχής έλεγχος ποιότητας καθενός από τα τμήματα που απαρτίζουν το πρωτότυπο.Είναι χαρακτηριστικό ότι στο παρελθόν στο εργαστήριό μου περί τα 10 άτομα δούλεψαν για έναν χρόνο προκειμένου να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία των ηλεκτρονικών. Στη συνέχεια απαιτούνται άλλα ένα έως δύο χρόνια για τη σύνδεσή τους και τον έλεγχο της λειτουργικότητάς τους. Είναι κομβικής σημασίας να αποδειχθεί σε αυτό το στάδιο ότι το σύστημα δουλεύει όπως είναι αναμενόμενο να δουλέψει γιατί είναι πολύ δύσκολο, χρονοβόρο και ακριβό το να πρέπει να γίνουν διορθώσεις όταν το αυτό εγκατασταθεί στον επιταχυντή. Αλήθεια, τι ακριβώς συμβαίνει μέσα στον επιταχυντή; Υπό την επίδραση ισχυρού μαγνητικού πεδίου 3.800 ομάδες πρωτονίων, οι οποίες ονομάζονται buckets, συγκρούονται μεταξύ τους κάθε 25 νανοδευτερόλεπτα (nsec).Κάθε bucket περιέχει 1,64×1011! Ένα, δύο ή και περισσότερα ζευγάρια πρωτόνια συγκρούονται μεταξύ τους 40 εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο και, όπως είπαμε προηγουμένως, αρχικά επιλέγονται τα δεδομένα περίπου 100.000 συγκρούσεων από τα οποία στη συνέχεια επιλέγονται περί τα 2.000 για περαιτέρω μελέτη. Το CERN έχει μεγαλεπίβολα σχέδια για το μέλλον… Πράγματι, εκτός από την αναβάθμιση των εγκαταστάσεων και την προσθήκη του ανιχνευτή τροχιών που όπως είπαμε θα αρχίσει να λειτουργεί το 2030, το σχέδιο περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός ακόμη μεγαλύτερου επιταχυντή.Σε σύγκριση με τον LHC, η περιφέρεια του οποίου είναι περίπου 27 χιλιόμετρα, ο μελλοντικός επιταχυντής θα έχει μήκος περιφέρειας 92 χιλιόμετρα και ενέργεια 10 φορές μεγαλύτερη. Γιατί πρέπει να φτιαχτεί αυτός ο επιταχυντής; Αυτός ο επιταχυντής θα μας επιτρέψει να απαντήσουμε σε κομβικής σημασίας ερωτήματα, όπως παραδείγματος χάριν, το γιατί το σωματίδιο Higgs είναι τόσο ελαφρύ. Υπάρχουν άραγε άλλα σωματίδια που να εξηγούν αυτό το φαινόμενο ή πρέπει να σκεφτούμε μια άλλη θεωρία; Ποιος είναι ο προϋπολογισμός για τις αναβαθμίσεις, τα πειράματα, τον μελλοντικό επιταχυντή; Η αναβάθμιση υπολογίζεται στο ένα δισεκατομμύριο ευρώ, ενώ για κάθε πείραμα χρειάζονται περί τα 300 εκατομμύρια. Το κόστος για τη δημιουργία του μελλοντικού επιταχυντή υπολογίζεται στα 15 δισεκατομμύρια. Ποια είναι η συνεισφορά κάθε χώρας στον προϋπολογισμό του CERN; Η Γερμανία συνεισφέρει το 21% και ακολουθούν η Γαλλία και τα Ηνωμένο Βασίλειο με περίπου 17% η κάθε μία. Η Ελλάδα συνεισφέρει το 1%. Υπήρξε μια περίοδος που λίγο έλειψε από το να βγούμε από το CERN, έτσι δεν είναι; Πράγματι, το πρώτο θέμα με το οποίο ασχολήθηκα το 2016 ως εθνικός αντιπρόσωπος της Ελλάδας ήταν η ρύθμιση του χρέους μας. Βάσει του καταστατικού του CERN, όταν μια χώρα δεν συνεισφέρει για δύο χρόνια, της αφαιρούνται τα δικαιώματα ψήφου. Και η Ελλάδα δεν είχε συνεισφέρει, λόγω της οικονομικής κρίσης, για δύο χρόνια.Ευτυχώς, χάρη στις προσπάθειες του τότε υφυπουργού κ. Κώστα Φωτάκη και της Γενικής Γραμματέως Ερευνας και Καινοτομίας κυρίας Πατρίτσιας Κυπριανίδου, το χρέος ρυθμίστηκε και θα εξοφληθεί μέχρι το 2035. Πρέπει δε να σημειωθεί ότι και οι επόμενες κυβερνήσεις συνέχισαν την πολιτική υποστήριξης των ομάδων του CERN και του οργανισμού γενικότερα. Φαίνεται ότι η «εξάσκησή» σας στις δύσκολες διαπραγματεύσεις θα σας φανεί χρήσιμη και στην τωρινή θέση. Υπάρχουν χώρες που αντιδρούν στα σχέδια για τον μελλοντικό επιταχυντή. Ποια είναι τα επιχειρήματά σας για να τις μεταπείσετε; Τα επιχειρήματα είναι πολλά και στην πραγματικότητα η στήριξη των μελλοντικών σχεδίων του CERN είναι μονόδρομος αν θέλει η Ευρώπη να κρατήσει την πρωτοκαθεδρία στην φυσική. Δεν είναι τυχαίο ότι η Εκθεση Ντράγκι είναι θετική στην δημιουργία του μελλοντικού επιταχυντή καθώς αυτή θα προωθήσει την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και θα δώσει ώθηση στην βιομηχανία.Επίσης δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το CERN συγκεντρώνει την αφρόκρεμα των επιστημόνων. Είναι ένας μαγνήτης νέων, ευφυών και ταλαντούχων επιστημόνων διαφόρων ειδικοτήτων. Αν αφήσουμε την Κίνα, η οποία κατασκευάζει επιταχυντή, να πάρει τα ηνία, μοιραία η Ευρώπη θα βιώσει ένα άνευ προηγουμένου brain drain με ότι αυτό συνεπάγεται. Σας ευχόμαστε κάθε επιτυχία στο έργο σας Ευχαριστώ! https://www.tovima.gr/2024/09/30/science/konstantinos-fountas-o-protos-ellinas-proedros-tou-cern-milaei-sto-vima/ Το επεξεργάστηκε Οκτώβριος 1, 2024 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Οκτώβριος 12, 2024 Δημοσιεύτηκε Οκτώβριος 12, 2024 Ομοιοπολικοί δεσμοί με ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο της Χημείας: «Όταν ο σχηματισμός ιοντικής ένωσης μεταξύ ατόμων είναι μάλλον αδύνατος, το καλύτερο που μπορεί να συμβεί σ’ αυτές τις περιπτώσεις είναι τα άτομα να διατηρήσουν ουσιαστικά τα ηλεκτρόνιά τους και να συνάψουν ταυτόχρονα μία συμφωνία «συνιδιοκτησίας» μεταξύ τους, να σχηματίσουν δηλαδή κοινά ζευγάρια ηλεκτρονίων. Όταν δύο γειτονικά άτομα κατέχουν από κοινού ένα ζευγάρι ηλεκτρονίων, λέμε ότι συνδέονται μέσω ενός ομοιοπολικού δεσμού. Το κοινό αυτό ζευγάρι ηλεκτρονίων δεν περιορίζεται σε ένα άτομο, αλλά απλώνεται σαν δίχτυ, περιβάλλοντας και τα δύο άτομα» .Οι ερευνητές από την Ιαπωνία Takuya Shimajiri, Soki Kawaguchi, Takanori Suzuki & Yusuke Ishigaki δημοσίευσαν μια εργασία με τίτλο «Direct evidence for a carbon–carbon one-electron σ-bond» , στην οποία περιγράφεται μια πρωτοποριακή ανακάλυψη που παραβιάζει τον σχολικό ορισμό του ομοιοπολικού δεσμού: εντόπισαν έναν ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα που μοιράζονται μόνο ένα ηλεκτρόνιο.Τέτοιου είδους δεσμοί είχαν προταθεί για πρώτη φορά το 1931 από τον Linus Pauling. Παρότι κάποιες πρωτοποριακές μελέτες έχουν αναφέρει ομοιοπολικούς δεσμούς με ένα ηλεκτρόνιο μεταξύ διαφορετικών ατόμων, καμία άμεση απόδειξη της ύπαρξής τέτοιων δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα δεν είχε παρατηρηθεί μέχρι σήμερα.Οι ερευνητές Shimajiri et al αναφέρουν την απομόνωση μιας ένωσης με έναν ομοιοπολικό δεσμό ενός ηλεκτρονίου μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα C•C που επιβεβαιώθηκε πειραματικά και θεωρητικά. Τα αποτελέσματα της εργασίας αποδεικνύουν κατηγορηματικά την ύπαρξη ομοιοπολικού δεσμού με ένα μόνο ηλεκτρόνιο C•C, με μήκος 2,921 Å στους 100 K. Για να σταθεροποιηθεί αυτός ο εξωτικός δεσμός εγκλωβίστηκε σε δακτυλίους άνθρακα. Ενώ αρχικά ο δεσμός περιείχε δύο ηλεκτρόνια, όταν οι δακτύλιοι «τεντώνονταν», ο δεσμός επιμηκυνόταν, και σε συγκεκριμένη απόσταση έχανε το ένα ηλεκτρόνιο.Αυτός ο νέος δεσμός αμφισβητεί την θεμελιώδη αντίληψή μας για το τι ακριβώς συνιστά έναν ομοιοπολικό δεσμό. Οι Ιάπωνες ερευνητές μεταξύ άλλων έχουν ως στόχο να διευκρινίσουν τι είναι ένας ομοιοπολικός δεσμός – συγκεκριμένα, από ποιά όρια και μετά ένας δεσμός χαρακτηρίζεται ως ομοιοπολικός; Στόχος τους είναι να αναζητήσουν ένα ευρύ φάσμα δεσμών που δεν έχουν ακόμη ανιχνευθεί, όχι μόνο μεταξύ ατόμων άνθρακα, αλλά μεταξύ όλων των στοιχείων. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: https://www.chemistryworld.com/news/one-electron-covalent-bond-between-two-carbons-pushes-limits-of-bonding/4020283.article Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 5, 2024 Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 5, 2024 Πλατύεδρο εναντίον Χωροχρόνου. Tα τελευταία χρόνια, μια ομάδα φυσικών και μαθηματικών μελετά ένα γεωμετρικό αντικείμενο που ονομάζεται amplituhedron (πλατύεδρο) που έχει ως στόχο να απλοποιήσει σημαντικά τους υπολογισμούς των αλληλεπιδράσεων των σωματιδίων. Είναι μια ιδέα που εισήχθη πριν από περίπου 10 χρόνια από τον Nima Arkani-Hamed.Οι φυσικοί που αυτοαποκαλούνται “amplitudeologists (πλατολόγοι)”, επιδιώκουν να στρέψουν τους προβολείς στα ίδια τα σωματίδια, αφού σύμφωνα με τον Nima Arkani-Hamed «τα σωματίδια είναι αυτό που μετράμε στους ανιχνευτές» . Οι πλατολόγοι υποστηρίζουν ότι η κβαντική θεωρία πεδίου, η τρέχουσα γλώσσα της σωματιδιακής φυσικής, «μας μιλάει πολύ περίπλοκα». Οι φυσικοί χρησιμοποιούν την κβαντική θεωρία πεδίου για να υπολογίσουν τους βασικούς τύπους που ονομάζονται πλάτη σκέδασης, που ανήκουν στα βασικότερα υπολογιστικά χαρακτηριστικά της πραγματικότητας. Όταν τα σωματίδια συγκρούονται, τα πλάτη δείχνουν πώς σκεδάζονται ή μορφοποιούνται τα σωματίδια. Οι αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων φτιάχνουν τον κόσμο, οπότε ο τρόπος με τον οποίο οι φυσικοί ελέγχουν την περιγραφή τους για τον κόσμο, είναι να συγκρίνουν τους τύπους πλάτους σκέδασης με τα αποτελέσματα των συγκρούσεων των σωματιδίων σε επιταχυντές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων. Απλοποίηση υπολογισμών Εκ πρώτης όψεως, το πλατύεδρο είναι ένας τρόπος για να απλοποιηθούν οι υπολογισμοί στη σωματιδιακή φυσική. O τωρινοί υπολογισμοί βασίζονται στο Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, που μαθηματικά είναι στην ουσία η κβαντική θεωρία πεδίου. Είναι η αποδεκτή θεωρία που περιγράφει τι συμβαίνει όταν δύο σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Στον φορμαλισμό που χρησιμοποιείται, το να καταλάβουμε τι συμβαίνει όταν δύο σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, π.χ. στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), απαιτείται η επίλυση πολλών ολοκληρωμάτων. Και όταν λέμε πολλά, εννοούμε δεκάδες χιλιάδες ολοκληρώματα ή και περισσότερα. Δεν υπάρχει συγκεκριμένος αριθμός, γιατί όσο μεγαλύτερη ακριβεια απαιτούμε στην θεωρητική μας πρόβλεψη, τόσο περισσότερα ολοκληρώματα πρέπει να υπολογίσουμε. Τα διαγράμματα Feynman σχηματοποιούν όλα αυτά τα ολοκληρώματα.Το πλατύεδρο είναι ένας καλύτερος τρόπος για να υπολογίσουμε όλα αυτά τα διαγράμματα Feynman. Συλλέγοντας πολλά από αυτά, μερικές φορές χιλιάδες, περιγράφονται μαζί ως ένα πολύγωνο σε έναν χώρο υψηλότερων διαστάσεων. Από αυτό το πολύγωνο μπορούν να υπολογιστούν τα πλάτη από τα οποία υπολογίζεται η πιθανότητα των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Έτσι από ένα πολύγωνο ή καλύτερα ένα πολύεδρο, γίνεται ο υπολογισμός των πλατών, εξού και ο όρος πλατύεδρο.Τελευταία, διάφορα επιστημονικά περιοδικά και ιστοσελίδες υποστηρίζουν ότι η ύπαρξη του πλατυέδρου, σημαίνει ότι «ο χωροχρόνος είναι καταδικασμένος στην ανυπαρξία». Το σκεπτικό αυτού του ισχυρισμού είναι ότι τα πλατύεδρα δεν είναι αντικείμενα στον χωροχρόνο. «Ζουν» σε αφηρημένο χώρο υψηλότερων διαστάσεων. Όμως, εξακολουθούν να κωδικοποιούν ιδιότητες του χωροχρόνου, για παράδειγμα ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων μπορούν να συμβούν μόνο όταν τα σωματίδια συναντώνται.Στο βίντεο που ακολουθεί η φυσικός Sabine Hossenfelder, αφού αρχικά περιγράψει τι είναι το πλατύεδρο, στη συνέχεια μας εξηγεί γιατί θεωρεί ότι τα περί «εξαφάνισης του χωροχρόνου» είναι ανοησίες. Σε κάποιο σημείο λέει ότι και η κβαντομηχανική είναι μια θεωρία σε έναν χώρο Hilbert απεριόριστων διαστάσεων και όχι στον χωρόχρονο. Οπότε, αν ο χωροχρόνος είναι καταδικασμένος, είναι καταδικασμένος εδώ και πολύ καιρό, αλλά κανείς δεν νοιάστηκε! https://physicsgg.me/2024/11/04/πλατύεδρο-εναντίον-χωροχρόνου/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 27, 2024 Δημοσιεύτηκε Νοέμβριος 27, 2024 Σε τι χρησιμεύουν οι επιταχυντές σωματιδίων; Γιατί κατασκευάζονται επιταχυντές σωματιδίων; Υπάρχουν πολλές απαντήσεις σε αυτήν την ερώτηση. Διότι χρησιμοποιούνται στην ιατρική (βλέπε π.χ. ‘Κύκλοτρο εναντίον καρκίνου‘) ή σε βιομηχανικές εφαρμογές (βλέπε π.χ. ‘Industrial uses of accelerators‘). Σ΄αυτές τις περιπτώσεις οι επιταχυντές δημιουργούν έναν συγκεκριμένο τύπο δέσμης για να εκτελέσει μια συγκεκριμένη επωφελή εργασία και η χρησιμότητά τους είναι ξεκάθαρη. Και όσον αφορά τους μεγάλους επιταχυντές σωματιδίων, όπως αυτοί που λειτουργούν στο CERN, το Fermilab και το Brookhaven; Τι επιτυγχάνουν αυτοί οι επιταχυντές; Μπορούμε να συνοψίσουμε τρεις σημαντικές δυνατότητές τους: 1. Μπορούν να δημιουργήσουν τρομερά υψηλές θερμοκρασίες Οι συγκρούσεις μεταξύ μεμονωμένων σωματιδίων με την υψηλότερη ενέργεια στο Fermilab ήταν μεταξύ πρωτονίων και αντιπρωτονίων, ενώ στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN οι συγκρούσεις με την υψηλότερη ενέργεια ήταν μεταξύ ζευγών πρωτονίων.Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων. Αν κάνατε την απλουστευμένη μετατροπή από ενέργεια σε θερμοκρασία, χρησιμοποιώντας την γνωστή σχέση Ε~kT, όπου k η σταθερά του Μπόλτσμαν, θα καταλήξατε ότι η θερμοκρασία στις συγκρούσεις του Fermilab είναι 23∙1015Κ και σε εκέινες του CERN 160∙1015Κ. Αυτό είναι λάθος, καθώς μιλάμε για συγκρούσεις μεταξύ ζευγών σωματιδίων, ενώ η θερμοκρασία χρειάζεται μια μεγάλη συλλογή σωματιδίων για να έχει νόημα, αλλά ας κάνουμε λίγο τα στραβά μάτια κι ας βγάλουμε κάποια προσεγγιστικά συμπεράσματα. Αν χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον υπολογισμό θερμοκρασίας για δυο σωματίδια, οι θερμοκρασίες που επιτεύχθηκαν στο Fermilab επικρατούσαν στο σύμπαν περίπου στο ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά την την Μεγάλη Έκρηξη. Ο μεγάλος επιταχυντής CERN μπορεί να δει ακόμη πιο πίσω στο χρόνο – σε λιγότερο από το ένα δέκατο του τρισεκατομμυρίου του δευτερολέπτου. Αν αντιμετωπίζουμε τα πρωτόνια όχι ως μεμονωμένα σωματίδια, αλλά ως συλλογές κουάρκ και γλοιονίων μέσα σε αυτά, οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες και ο χρόνος που αντιπροσωπεύουν οι συγκρούσεις δεν είναι τόσο πολύ πίσω στο χρόνο. Αλλά αυτό δίνει μια αίσθηση για το ποια είναι η μέγιστη δυνατή θερμοκρασία που θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε.Οι επιταχυντές του Brookhaven και του CERN μπορούν επίσης να πραγματοποιούν συγκρούσεις όχι μόνο με δέσμες πρωτονίων, αλλά με μεγάλους πυρήνες, συγκεκριμένα πυρήνες χρυσού στο Brookhaven και μολύβδου στο CERN. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες που επιτεύχθηκαν στο Brookhaven σε αυτές τις πυρηνικές συγκρούσεις ήταν 4∙1012Κ και στο CERN είναι πιο κοντά στους 5∙1012Κ. Η τελευταία φορά που αυτές οι θερμοκρασίες επικρατούσαν στο σύμπαν ήταν λίγο περισσότερο από το ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Κατά την επίτευξη αυτών των μεγάλων θερμοκρασιών τα πρωτόνια και τα νετρόνια λιώνουν στην κυριολεξία, δημιουργώντας μια νέα μορφή ύλης που ονομάζεται πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων.Αυτός λοιπόν είναι ο πρώτος λόγος για να έχουμε έναν μεγάλο επιταχυντή – για την δημιουργία πολύ υψηλών θερμοκρασιών, την διερεύνηση νέων φάσεων της ύλης και την αναδημιουργία των συνθηκών που επικρατούσαν στο σύμπαν σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο μετά Μεγάλη Έκρηξη. 2. Μπορούν να δημιουργήσουν νέα σωματίδια Υπάρχουν ασταθή σωματίδια, συνήθως πολύ βαριά, με πολύ μικρό χρόνο ζωής, και γι αυτό είναι αδύνατο να τα αντιληφθούμε. Δεδομένου ότι ισχύει η πασίγνωστη εξίσωση ισοδυναμίας μάζας-ενέργειας του Αϊνστάιν E=mc2, αν συγκεντρώσουμε αρκετή ενέργεια σε ένα συγκεκριμένο σημείο, τότε αυτή η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ασταθή σωματίδια μεγάλης μάζας. Έτσι οι επιστήμονες κατασκευάζουν σωματίδια που συνήθως δεν κυκλοφορούν ελεύθερα γύρω μας και τα μελετούν. Το βαρύτερο σωματίδιο που γνωρίζει η ανθρωπότητα είναι το κορυφαίο κουάρκ, με μάζα 173 GeV, που είναι 184 φορές βαρύτερο από ένα πρωτόνιο. Το κορυφαίο κουάρκ έχει μάζα ίση με ένα άτομο βολφραμίου. Τα κορυφαία κουάρκ κατασκευάζονται συνήθως σε ζεύγη μάζας 346 GeV. Το μποζόνιο Higgs βρέθηκε στο CERN με μάζα 125 GeV.Για να δώσουμε μια αίσθηση κλίμακας, ο επιταχυντής Fermilab θα μπορούσε να παράγει μια ενέργεια 1.960 GeV και ο επιταχυντής CERN μπορεί να παράγει ενέργεια 13.600 GeV. Αυτό σημαίνει ότι ο επιταχυντής CERN είναι το κατάλληλο μέρος για να αναζητήσετε άγνωστα, μεγάλης μάζας ασταθή σωματίδια. Κι αυτός είναι ο βασικότερος λόγος για τον οποίο τον χρησιμοποιούμε. 3. Μπορούν να δουν πολύ μικρά πράγματα Το τρίτο πράγμα που μπορούν να κάνουν οι επιταχυντές είναι να ψάχνουν για πολύ μικρά πράγματα. Σύμφωνα με την κβαντομηχανική τα σωματίδια έχουν κυματικό χαρακτήρα. Ο πρίγκιπας Louis de Broglie το 1924 προσδιόρισε ότι το μήκος κύματος ενός σωματιδίου είναι ίσο με έναν αριθμό που ονομάζεται σταθερά Planck, διαιρούμενο με την ορμή του σωματιδίου (λ=h/p). Γιατί λοιπόν είναι σημαντικό αυτό το μήκος κύματος;Όταν ανιχνεύουμε κάτι χρησιμοποιώντας ένα κύμα, είναι σαφές ότι δεν μπορoύμε να εντοπίσουμε τη θέση του με ακρίβεια καλύτερη από την τάξη μεγέθους του μήκους κύματος του κύματος. Γι αυτό το μήκος κύματος πρέπει να είναι μικρότερο από τις διαστάσεις του αντικειμένου. Τότε τα κύματα επηρεάζονται από το αντικείμενο. Κάτι που δε συμβαίνει, αν το μήκος κύματος είναι μεγαλύτερο από το αντικείμενο. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ιδέα, μπορούμε να διερευνήσουμε ελάχιστα αντικείμενα χρησιμοποιώντας τον ισχρότερο επιταχυντή σωματιδίων του πλανήτη, που αυτή τη στιγμή βρίσκεται στο CERN.Η δέσμη σε αυτόν τον επιταχυντή έχει ενέργεια 6,8 τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ. Ένα σωματίδιο με αυτή την ενέργεια μπορεί να δει ένα άλλο σωματίδιο με μέγεθος περίπου 2∙10-19 μέτρα – περίπου το 1/10.000 του μεγέθους ενός πρωτονίου!Τρεις λοιπόν είναι οι βασικές χρήσεις των μεγάλων επιταχυντών: πρώτον, δημιουργούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες, που μας επιτρέπουν να αναπαράγουμε τις συνθήκες που επικρατούσαν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη, δεύτερον, δημιουργούν βαριά και ασταθή σωματίδια που διαφορετικά δεν θα βλέπαμε ποτέ, και τρίτον διακρίνουν υπερ-μικροσκοπικά αντικείμενα.Όλα τα παραπάνω περιγράφονται λεπτομερώς από τον Don Lincoln με το χαρακτηριστικό του στυλ, στο βίντεο που ακολουθεί: O Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Ιανουάριος 27 Δημοσιεύτηκε Ιανουάριος 27 Εξωτικά «παρασωματίδια» που αψηφούν την κατηγοριοποίηση. Δεν είναι ούτε φερμιόνια ούτε μποζόνια. Οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν προτείνει την ύπαρξη ενός νέου τύπου σωματιδίου που δεν ταιριάζει στις συμβατικές ταξινομήσεις των φερμιονίων και των μποζονίων. Το «παρασωματίδιο» τους περιγράφεται στη δημοσίευση του περιοδικού Nature με τίτλο «Particle exchange statistics beyond fermions and bosons» . Η έρευνα υποδεικνύει ότι στη φύση μπορεί να υπάρχουν στοιχειώδη παρασωματίδια που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα.Σε μια άλλη μελέτη που δημοσιεύτηκε στα τέλη του περασμένου έτους στο περιοδικό Science [Realization of one-dimensional anyons with arbitrary statistical phase], οι φυσικοί παρουσίασαν πειραματικά για πρώτη φορά την ύπαρξη ενός διαφορετικού είδους σωματιδίου που δεν είναι ούτε μποζόνιο ούτε φερμιόνιο – το «‘anyon (ενυόνιο)’» – σε ένα εικονικό μονοδιάστατο σύμπαν. Τα ενυόνια (anyons) παλαιότερα είχαν δημιουργηθεί μόνο σε δισδιάστατα συστήματα.Εξαιτίας της ασυνήθιστης συμπεριφοράς τους, τόσο τα παρασωματίδια όσο και τα ενυόνια θα μπορούσαν κάποια μέρα να παίξουν ρόλο στο να γίνουν οι κβαντικοί υπολογιστές λιγότερο επιρρεπείς σε σφάλματα.Την εποχή που οι φυσικοί άρχισαν να κατανοούν τη δομή των ατόμων, πριν από έναν αιώνα, ο αυστριακής καταγωγής θεωρητικός Wolfgang Pauli είχε προτείνει μια «απαγορευτική αρχή», την ιδέα ότι ποτέ δυο ηλεκτρόνια με τους ίδιους κβαντικούς αριθμούς δεν θα μπορούσαν να καταλάβουν την ίδια ακριβώς κατάσταση – και ότι όταν δύο τέτοια ηλεκτρόνια ωθούνται κοντά το ένα στο άλλο αναδύεται μεταξύ τους μια απωστική δύναμη. Η «απαγορευτική αρχή του Pauli» καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο κατανέμονται τα ηλεκτρόνια γύρω από έναν ατομικό πυρήνα.Ο Pauli και άλλοι φυσικοί σύντομα συνειδητοποίησαν ότι αυτή η εμπειρική απαγορευτική αρχή δεν ισχύει μόνο για τα ηλεκτρόνια αλλά για μια ευρύτερη κατηγορία σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των πρωτονίων και των νετρονίων. Αυτά τα σωματίδια ονομάστηκαν φερμιόνια. Αντίθετα, τα σωματίδια που δεν υπακούν στην απαγορευτική αρχή του Pauli μπορούν να συνυπάρξουν στην ίδια κβαντική κατάσταση, – τέτοια είναι π.χ. τα φωτόνια σε μια δέσμη λέιζερ – και είναι γνωστά ως μποζόνια. Ο Pauli και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν επίσης ότι η συμπεριφορά ενός σωματιδίου ως φερμιόνιο ή μποζόνιο σχετιζόταν με το «σπιν» του σωματιδίου. Τα μποζόνια διαθέτουν ακέραιο σπιν (s=0, 1, 2,…) και ακολουθούν την στατιστική Bose-Einstein, ενώ τα φερμόνια έχουν ημιακέραιο σπιν (s=1/2, 3/2,…) και ακολουθούν την στατιστική Fermi-Dirac.Μαθηματικά, η θεμελιώδης ιδιότητα των φερμιονίων είναι ότι περιγράφονται από αντισυμμετρικές κυματοσυναρτήσεις, δηλαδή όταν δύο από αυτά εναλλάσουν τις θέσεις τους η κυματοσυνάρτηση που τα περιγράφει αλλάζει πρόσημο, δηλαδή πολλαπλασιάζεται με –1. Αντίστοιχα, τα μποζόνια περιγράφονται από συμμετρικές κυματοσυναρτήσεις, δηλαδή όταν δύο μποζόνια εναλλάσονται μεταξύ τους η κυματοσυνάρτηση παραμένει αναλλοίωτη. Οι πρώτοι κβαντικοί φυσικοί γνώριζαν ότι κατ’ αρχήν, θα μπορούσαν να υπάρχουν άλλα είδη σωματιδίων των οποίων οι κυματοσυναρτήσεις θα άλλαζαν με πιο περίπλοκους τρόπους όταν δύο από αυτά θα εναλλάσσονταν. Στη δεκαετία του 1970, οι ερευνητές ανακάλυψαν τα ενυόνια (anyons), τα οποία μπορούν να υπάρχουν μόνο σε σύμπαντα με μία ή δύο διαστάσεις.Οι φυσικοί Zhiyuan Wang, από το Ινστιτούτο Max Planck και ο Kaden Hazzard από το Πανεπιστήμιο Rice στο Χιούστον του Τέξας, κατασκεύασαν ένα μοντέλο για παρασωματίδια που μπορούν να υπάρχουν σε οποιοδήποτε αριθμό διαστάσεων – και με ιδιότητες που είναι διαφορετικές των φερμιονίων ή των μποζονίων. Αυτά τα παρασωματίδια υπακούουν στον δικό τους τύπο απαγορευτικής αρχής Pauli. Ο Wang ανακάλυψε τους εξωτικούς κανόνες ανταλλαγής τυχαία το 2021, ενώ έκανε το διδακτορικό του. Σύμφωνα με τον ίδιο: «αν και δύσκολο, μάλλον είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν αυτές οι παρασωματιδιακές καταστάσεις σε έναν κβαντικό υπολογιστή».Τα παρασωματίδια έχουν μια κοινή ιδιότητα με τα φερμιόνια: η εναλλαγή δύο σωματιδίων και στη συνέχεια ακόμη μία εναλλαγή τους τα επαναφέρει πίσω στην αρχική τους κατάσταση. Τα ενυόνια γενικά έχουν διαφορετική κβαντική κατάσταση ακόμα και μετά την επαναφορά τους στην αρχική τους θέση, επομένως δεν ταξινομούνται ως παρασωματίδια.Επειδή οι κυματοσυναρτήσεις των anyons «θυμούνται» πώς ανταλλάχθηκαν δύο από αυτά, θα μπορούσαν να παρέχουν έναν στιβαρό τρόπο κωδικοποίησης πληροφοριών. Αυτή η ιδιότητα της μνήμης έχει ήδη αξιοποιηθεί σε εικονικά δισδιάστατα ενυονίων (anyons) που έχουν δημιουργηθεί από τους φυσικούς της Google και άλλων ομάδων . Σύμφωνα με τον Wang: Τα παρασωματίδια είναι απίθανο να είναι τόσο αποτελεσματικά όσο τα ενυόνια, αλλά θα μπορούσαν επίσης να είναι χρήσιμα στον κβαντικό υπολογισμό, λέει ο Wang. Περιέργως, μπορούν να υπάρχουν σε τρεις διαστάσεις. Θεωρητικά, ορισμένα στοιχειώδη σωματίδια που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα θα μπορούσαν να είναι παρασωματίδια. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο του Nature με τίτλο: Physicists describe exotic ‘paraparticles’ that defy categorization – www.nature.com/articles/d41586-025-00030-5 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 25 Δημοσιεύτηκε Φεβρουάριος 25 Το απροσδόκητο σχήμα ενός διπλά μαγικού πυρήνα. Στην πυρηνική φυσική οι αριθμοί 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ονομάζονται μαγικοί. Και οι πυρήνες των οποίων ο αριθμός των πρωτονίων (Ζ) ή των νετρονίων (Ν) είναι 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ονομάζονται μαγικοί. Οι μαγικοί πυρήνες παρουσιάζουν ασυνήθιστα μεγάλη ενέργεια σύνδεσης και γι αυτό είναι πιο άφθονοι από άλλους πυρήνες με παρόμοιους μαζικούς αριθμούς. Όμως υπάρχουν και οι διπλά μαγικοί πυρήνες των οποίων και ο αριθμός των πρωτονίων (Ζ) και ο αριθμός των νετρονίων (Ν) είναι μαγικοί αριθμοί. Τέτοια διπλά μαγικά ισότοπα είναι τα: και . Οι πυρήνες αυτοί είναι εξαιρετικά σταθεροί και μέχρι σήμερα θεωρούνταν ότι είχαν σφαιρικό σχήμα.Η έκφραση «μαγικοί πυρήνες» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Eugene Wigner και αντανακλούσε την μη κατανόηση της προέλευσής τους ή την έλλειψη εμπιστοσύνης στο πυρηνικό μοντέλο των φλοιών της Goeppert-Mayer, πριν την δεκαετία του 1950.Μια ερευνητική ομάδα φυσικών μελέτησε τον διπλά μαγικό πυρήνα του μολύβδου-208 (208Pb) και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο ατομικός πυρήνας του 208Pb δεν είναι απόλυτα σφαιρικός. Η ανακάλυψη αμφισβητεί θεμελιώδεις υποθέσεις σχετικά με την πυρηνική δομή και έχει συνεισφέρει στην γνώση μας για το πώς σχηματίζονται τα βαρύτερα στοιχεία στο σύμπαν.Ο μόλυβδος-208 είναι εξαιρετικά σταθερός όπως όλοι οι «διπλά μαγικοί» πυρήνες – και είναι ο βαρύτερος που γνωρίζουμε. Σύμφωνα με την δημοσίευση «Deformation and Collectivity in Doubly Magic 208Pb» των J. Henderson et al στο περιοδικό Physical Review Letters, ο πυρήνας του μολύβδου-208 δεν είναι απόλυτα σφαιρικός, είναι ελαφρώς επιμήκης (σφαιροειδής) – μοιάζει με μπάλα ράγκμπι.Χρησιμοποιώντας το φασματόμετρο ακτίνων γάμμα GRETINA στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne στο Ιλινόις των ΗΠΑ, οι Henderson et al βομβάρδισαν άτομα μολύβδου με δέσμες σωματιδίων υψηλής ταχύτητας μέχρι το το 10% της ταχύτητας του φωτός. Οι αλληλεπιδράσεις δημιούργησαν μοναδικά αποτυπώματα ακτίνων γάμμα των ιδιοτήτων διεγερμένων κβαντικών καταστάσεων στους πυρήνες μολύβδου-208, τα οποία, με τη σειρά τους, χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό του σχήματός του.Αν τα πειραματικά δεδομένα των Henderson et al ερμηνεύονται σωστά, τότε αμφισβητούνται θεμελιώδεις αρχές της πυρηνικής φυσικής ανοίγοντας νέους δρόμους για έρευνα στην πυρηνική σταθερότητα, την αστροφυσική και την κβαντική μηχανική. πηγή: https://phys.org/news/2025-02-unexpected-nucleus-prompts-reevaluation-atomic.html Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 4 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 4 Οι ιδιότητες ενός γοητευτικού βαρυονίου. Ερευνητές στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων μέτρησαν το σπιν και και την ομοτιμία ενός σωματιδίου που περιέχει ένα γοητευτικό κουάρκ, αναδεικνύοντας ένα νέο τρόπο ελέγχου θεωρητικών μοντέλων.Με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν μεταξύ 2016 και 2018, ερευνητές του πειράματος LHCb στο CERN μέτρησαν μια θεμελιώδη ιδιότητα ενός βραχύβιου σωματιδίου που είναι γνωστό ως βαρυόνιο , ή για συντομία Ξc. Η μέτρηση παρέχει έναν τρόπο ελέγχου θεωρητικών προβλέψεων που γίνονται χρησιμοποιώντας την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD), την θεωρία που περιγράφει πώς αλληλεπιδρούν τα κουάρκ διαμέσου της ισχυρής δύναμης.Ένα βαρυόνιο Ξ συνίσταται από δύο παράξενα κουάρκ και ένα πάνω ή κάτω κουάρκ. Το βαρυόνιο Ξc είναι μια παραλλαγή στην οποία το παράξενο κουάρκ αντικαθίσταται από το βαρύτερο γοητευτικό κουάρκ. Αυτά τα γοητευτικά βαρυόνια παράγονται έμμεσα από τις συγκρούσεις πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, αλλά ζουν μόνο για ένα ελάχιστο μικρό χρονικό διάστημα, καθιστώντας τις ιδιότητές τους δύσκολο να μετρηθούν. Οι φυσικοί μελετώντας τις ορμές των τελικών προϊόντων διάσπασης του βαρυονίου Ξc ανακατασκεύασαν την πλήρη αλυσίδα της διάσπασής του. Αυτές οι πληροφορίες τους οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι το σπιν και η ομοτιμία της διεγερμένης κατάστασης είναι – δύο ιδιότητες που σχετίζονται με την στροφορμή και την συμπεριφορά στην κατοπτρική ανάκλαση. Συνήγαγαν επίσης ένα σπάσιμο συμμετρίας (παραβίαση oμοτιμίας) σε μία από τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων.Γνωρίζοντας τέτοιες λεπτομέρειες για τη συγκεκριμένη διέγερση του βαρυονίου Ξc οι φυσικοί κατανοούν καλύτερα την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD). Οι υπολογισμοί στα πλαίσια της QCD είναι δύσκολοι, καθώς η θεωρία των διαταραχών – μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος υπολογισμού – δεν λειτουργεί για προβλήματα QCD σε κλίμακες χαμηλών ενεργειών. Εκεί οι ερευνητές χρησιμοποιούν συχνά κάποια προσεγγιστικά μοντέλα που ονομάζονται effective models. Σωματίδια όπως το βαρυόνιο Ξc , στο οποίο τα συστατικά κουάρκ έχουν πολύ διαφορετικές μάζες, προσφέρουν ένα μοναδικό μέσο για την αξιολόγηση των προβλέψεων αυτών των μοντέλων. πηγή: https://physics.aps.org/articles/v18/s16 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 10 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 10 Το μποζόνιο Higgs και η ζωή μας. Την Τρίτη 11 Μαρτίου 2025 και ώρα 18:00 στην Αίθουσα Τελετών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, η Dr. Fabiola Gianotti, Γενική Διευθύντρια του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), θα αναγορευθεί επίτιμη διδάκτωρ του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Μετά την αναγόρευσή της η Fabiola Gianotti θα μιλήσει με θέμα: «Το μποζόνιο Higgs και η ζωή μας». Θα ακολουθήσει εκδήλωση για τα 70 χρόνια του Cern. (*) Η Fabiola Gianotti είναι η Γενική Διευθύντρια του CERN, του Εργαστηρίου Σωματιδιακής Φυσικής. Έλαβε διδακτορικό δίπλωμα στην πειραματική σωματιδιακή φυσική από το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου, Ιταλία. Από το 1994 είναι ερευνήτρια φυσικά στο CERN. Έχει εργαστεί σε διάφορα πειράματα του CERN, κυρίως στην έρευνα, ανάπτυξη και κατασκευή ανιχνευτών, στην ανάπτυξη και στην ανάλυση δεδομένων. Από τον Μάρτιο 2009 έως τον Φεβρουάριο 2013 ήταν επικεφαλής («Spokesperson») του πειράματος ATLAS στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Στην περίοδο αυτή τα πειράματα ATLAS και CMS ανακοίνωσαν την κάλυψη του μποζονίου Higgs. Είναι μέλος πολλών διεθνών επιτροπών, έλαβε δεκατέσσερις τιμητικούς διδακτορικούς τίτλους από Πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο και είναι εξωτερικό μέλος οκτώ Ακαδημιών Επιστημών παγκοσμίως. Της απονεμήθηκε η τιμητική διάκριση «Cavaliere di Gran Croce dell’Ordine al Merito della Repubblica Italiana», το ειδικό βραβείο Breakthrough Prize in Fundamental Physics, το βραβείο Enrico Fermi της Ιταλικής Εταιρείας Φυσικής, το μετάλλιο τιμής του Ινστιτούτου (Τα μετάλλιο τιμής του Ινστιτούτου Niel) Ινστιτούτου Φυσικής για διεθνή ηγεσία. Κατατάχθηκε 5η προσωπικότητα της χρονιάς 2012 από το περιοδικό Time. Διορίστηκε Γενική Διεύθυνση του CERN το Νοέμβριο του 2014 για την περίοδο 1η Ιανουαρίου 2016 έως 31 Δεκεμβρίου 2020, ενώ το Νοέμβριο του 2019 διορίστηκε για δεύτερη θητεία, από 1η Ιανουαρίου 2021 έως 31 Δεκεμβρίου 2025. Είναι η πρώτη φορά στην ιστορία του CERN που ο Γενικός Διευθυντής διορίζεται για δεύτερη πλήρη θητεία. Είναι η πρώτη γυναίκα στη θέση αυτή. πηγή: www.physics.auth.gr/event Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 19 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 19 Η μυστηριώδης διάσπαση των καονίων. Το πείραμα NA62 στο CERN καταγράφει τις σπανιότατες διασπάσεις των σωματιδίων που ονομάζονται καόνια (), πίσω από τις οποίες μπορεί να κρύβονται άγνωστες μέχρι σήμερα δυνάμεις και σωματίδια.Πριν από 15 περίπου χρόνια δημοσιεύθηκε η εργασία των Joachim Brod, Martin Gorbahn και Emmanuel Stamou με τίτλο «Two-loop electroweak corrections for the decays» των Joachim Brod, Martin Gorbahn και Emmanuel Stamou. Εκεί παρουσιάζονται βελτιωμένοι θεωρητικοί υπολογισμοί της σπάνιας διάσπασης ενός σωματιδίου που ονομαζεται καόνιο, οι οποίοι είχαν ξεκινήσει από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 να γίνονται όλο και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Σκοπός τους ήταν να δώσουν στους πειραματικούς ένα ισχυρό εργαλείο στην αναζήτηση στοιχείων για μια πιο θεμελιώδη θεωρία, πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων. Η διάσπαση ενός μεσονίου Κ (καόνιο) σε πιόνιο, νετρίνο και αντινετρίνο στα πλαίσια του Καθιερωμένου Προτύπου κυριαρχείται από την συμμετοχή των βαρύτερων σωματιδίων (πάνω κουάρκ, μποζόνια W και Ζ) και αυτές οι συνεισφορές μπορούν να υπολογιστούν με πολύ καλή ακρίβεια από τη θεωρία των διαταραχών. Σύμφωνα με τους θεωρητικούς υπολογισμούς, για κάθε δέκα δισεκατομμύρια μεσόνια Κ μόνο ένα θα διασπαστεί προς την συγκεκριμένη τελική κατάσταση. Tα δυο νετρίνα που προκύπτουν από τη διάσπαση είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν, αφού τα νετρίνα αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη. Για τον λόγο αυτό η πειραματική έρευνα αυτών των διασπάσεων είναι πολύ δύσκολο έργο.Το εφήμερο σωματίδιο που ονομάζεται κάονιo διασπάται σε τρεις δυσδιάκριτες οντότητες: . Το αν αυτό συμβαίνει ή όχι με έναν συγκεκριμένο τρόπο έχει πολύ μικρή σημασία για τους περισσότερους από εμάς, αφού θα συνεχίσουμε τη ζωή μας χωρίς να το αντιλαμβανόμαστε. Αλλά για τους φυσικούς που αναζητούν αυτή την μυστηριώδη διαδικασία εδώ και δεκαετίες, έχει μεγάλη σημασία. Ανακαλύπτοντας το πόσο συχνά συμβαίνει αυτή η διάσπαση θα μπορούσαν να αποκαλυφθούν κρυμμένες πτυχές του σύμπαντος μας.Τον περασμένο Σεπτέμβριο οι φυσικοί του πειράματος NA62 στο CERN ανακοίνωσαν ότι η σπάνια διάσπαση μπορεί να έχει ελαφρώς υψηλότερες πιθανότητες να συμβεί από την προβλεπόμενη θεωρητική πιθανότητα – περίπου ένα στα 10 δισεκατομμύρια. Αν αυτό αποδειχθεί αληθινό, κάποιος αόρατος ηθοποιός πρέπει να παρεμβαίνει στη διάσπαση – ενδεχομένως ένα νέο σωματίδιο ή μια νέα δύναμη που δεν έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. «Αυτό είναι σημαντικό», λέει ο Andrzej Buras, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου. Πριν από τριάντα χρόνια ο Buras, με τον μαθητή του Gerhard Buchalla, έκαναν την πρώτη θεωρητική πρόβλεψη για το πόσο συχνά συμβαίνει η διάσπαση σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο της Φυσικής των Σωματιδίων. Είναι «αισιόδοξος», αλλά προειδοποιεί ότι τα ευρήματα του πειράματος δεν είναι ακόμη αρκετά ισχυρά ώστε να είμαστε σίγουροι. «Περιμένω να γίνουν πολλές δημοσιεύσεις [που θα επιχειρούν να εξηγήσουν το αποτέλεσμα] και το καθένα θα ισχυρίζεται κάτι διαφορετικό».Αυτή η διάσπαση του καονίου είναι τόσο σπάνια διότι απαιτεί «εικονικά σωματίδια». Οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής, όσο περίεργοι κι αν είναι, επιτρέπουν στα σωματίδια να δημιουργηθούν από το τίποτα και να εξαφανιστούν αμέσως μετά. Μερικές φορές αυτά τα εικονικά σωματίδια προκύπτουν καθώς ένα σωματίδιο μετασχηματίζεται σε άλλο – και αλλάζουν την πορεία της διάσπασης. Για παράδειγμα, όταν τα καόνια διασπώνται, πολύ περιστασιακά υφίστανται παρεμβολές από εικονικές εκδόσεις των μποζονίων W και Z (τα σωματίδια φορείς της ασθενούς πυρηνικής δύναμης). Αυτή η ανάμειξη είναι που επιτρέπει στο καόνιο να παράξει ένα πιόνιο και δύο νετρίνα, την διαδικασία που αναζητά το πείραμα NA62. Το Καθιερωμένο Πρότυπο προβλέπει ότι αυτό θα συμβεί ακριβώς οκτώ φορές σε κάθε 100 δισεκατομμύρια διασπάσεις.Αν συμβαίνει περισσότερο ή λιγότερο συχνά, κάτι άλλο πρέπει να συμβαίνει – κάτι πέρα από αυτό που περιγράφεται στο Καθιερωμένο Πρότυπο. «Υπάρχουν πολλές ερωτήσεις που δεν μπορούμε να απαντήσουμε», λέει ο Buras. «Τα δύο πιο σημαντικά, κατά την άποψή μου, είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης και η δική μας ύπαρξη: Γιατί κυριαρχεί η ύλη και όχι η αντιύλη στο σύμπαν;»Αν οι μετρήσεις των διασπάσεων του καονίου δεν ταιριάζουν με το Καθιερωμένο Πρότυπο, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν ότι επιπλέον εικονικά σωματίδια άγνωστης ποικιλίας πρέπει να λασπώνουν αυτές τις διασπάσεις. Η νέα μέτρηση διαπίστωσε ότι η διάσπαση συμβαίνει περίπου 13 φορές σε κάθε 100 δισεκατομμύρια διασπάσεις – με εκτιμώμενη αβεβαιότητα περίπου 25%. Το αποτέλεσμα αυτό είναι πολλά υποσχόμενο. Μας δημιουργεί την ελπίδα ότι μπορεί να ανακαλύψουμε μια απόκλιση από το Καθιερωμένο Πρότυπο, σύμφωνα με φυσικό της πειραματικής ομάδας NA62. Αλλά στατιστικά μιλώντας, δεν είναι απόδειξη. Γι’ αυτό χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα».Αν οι μελλοντικές μετρήσεις επιβεβαιώσουν ότι η διάσπαση έρχεται σε αντίθεση με τις προβλέψεις, υπάρχουν πολλά πιθανά εικονικά σωματίδια που θα μπορούσαν να εμφανιστούν. Μια πιθανότητα είναι ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται μποζόνιο Z′ (Z prime). Αυτή θα ήταν μια πολύ πιο βαριά εκδοχή του γνωστού μποζονίου Ζ. Αντί να μεταφέρει την ασθενή δύναμη, όπως κάνει το κανονικό Z , το Z′ θα μεταφέρει μια δύναμη που πιθανώς θα μπορούσε να ρίξει λίγο φως στα ανοιχτά ερωτήματα της φυσικής, αλλά δεν έχει άμεσο αντίκτυπο στη ζωή μας, σύμφωνα με τον Buras. Μια άλλη επιλογή είναι ένα υποθετικό προς το παρόν σωματίδιο, το λεπτοκουάρκ, που θα μπορούσε να μετατρέψει τα κουάρκ σε λεπτόνια (την κατηγορία των σωματιδίων στην οποία ανήκουν τα ηλεκτρόνια και τα νετρίνα) και αντιστρόφως. Αν και κανένα από τα πιθανά νέα σωματίδια δεν θα μπορούσε να εξηγήσει άμεσα τη σκοτεινή ύλη ή άλλα μυστήρια του σύμπαντος, η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο προς την απάντηση σε μερικά από τα μεγαλύτερα ερωτήματά μας.Κι αν αυτά τα νέα σωματίδια υπάρχουν πραγματικά, θα μπορούσαν να αναμειχθούν σε άλλες σπάνιες διασπάσεις σωματιδίων που αναζητούνται σε πειράματα σε όλο τον κόσμο. Σε αυτήν την περίπτωση, πειράματα όπως το beauty (LHCb) στο CERN και τα πειράματα Belle II και Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) στην Ιαπωνία, θα πρέπει επίσης να δουν αποκλίσεις από το Καθιερωμένο Πρότυπο στις μετρήσεις τους.Το πείραμα NA62 θα συνεχιστεί για αρκετά ακόμη χρόνια. Όταν ολοκληρωθεί, οι ερευνητές θα έχουν συλλέξει περίπου τέσσερις φορές περισσότερα δεδομένα από αυτά που ανέλυσαν για να προκύψει τοτελευταίο αποτέλεσμα, κάτι που θα τους επιτρέψει να αυξήσουν σημαντικά την ακρίβεια της ανίχνευσής τους. Πολλοί φυσικοί θα περιμένουν με ανυπομονησία αυτή τη μελλοντική ανάλυση. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: A One-in-10-Billion Particle Decay Hints at Hidden Physics – https://www.scientificamerican.com/article/first-observation-of-one-in-10-billion-particle-decay-hints-at-hidden/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 24 Δημοσιεύτηκε Μάρτιος 24 (επεξεργάστηκε) Τα πειράματα που θα αποκωδικοποιήσουν τα μεγάλα μυστήρια του Σύμπαντος. Απαντήσεις στα μεγαλύτερα αναπάντητα ερωτήματα της σωματιδιακής φυσικής που κρύβουν τα «κλειδιά» για την ερμηνεία της δημιουργίας του Σύμπαντος αναζητεί το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής Έρευνας CERN, μέσα από τα εμβληματικά έργα που προγραμματίζει σε βάθος 20ετίας.Σε συνέντευξη που παραχώρησε στο Αθηναϊκό- Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων η Γενική Διευθύντρια του μεγαλύτερου εργαστηρίου πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής στον κόσμο Φαμπίολα Τζιανότι (Fabiola Gianotti) -με την ευκαιρία της αναγόρευσης της σε επίτιμη διδάκτορα του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης- μιλάει για τις προσδοκίες από την τελευταία αναβάθμιση του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων LHC (Large Hadron Collider) που θα ολοκληρωθεί το 2026, τη λειτουργία από το 2030 του Επιταχυντή LHC Υψηλής Φωτεινότητας (High-Luminosity LHC) που θα επιτρέψει τη λεπτομερέστερη μελέτη του μποζονίου Higgs και τα σχέδια για τη λειτουργία το 2045 του Κυκλικού Επιταχυντή (Future Circular Collider – FCC), ο οποίος θα αποτελέσει το εκπληκτικότερο εργαλείο που έχει κατασκευαστεί ποτέ για τη μελέτη των θεμελιωδών νόμων της φύσης.Η κ. Τζιανότι μιλά ακόμη για την αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων του CERN επ ωφελεία της κοινωνίας, αναφερόμενη μεταξύ άλλων σε εφαρμογές όπως τα αυτοοδηγούμενα οχήματα. Εξαίρει, τέλος, την τριαντακονταετή συμβολή του ΑΠΘ στην κατασκευή του αρχικού ανιχνευτή ATLAS και στην πρόσφατη αναβάθμισή του. Ακολουθεί το πλήρες κείμενο της συνέντευξης της Fabiola Gianotti στη Σμαρώ Αβραμίδου για το ΑΠΕ-ΜΠΕ: Ερώτηση: Ποιες είναι οι άμεσες προσκλήσεις σε ό,τι αφορά τα ερευνητικά προγράμματα στο CERN, τις αναβαθμίσεις του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων και τον σχεδιασμό δημιουργίας μεγαλύτερου επιταχυντή; Απάντηση: Η τρίτη και τελευταία περίοδος λειτουργίας του εμβληματικού έργου του CERN, του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), θα ολοκληρωθεί το 2026. Θα ακολουθήσει ο Επιταχυντής Υψηλής Φωτεινότητας LHC (High-Luminosity LHC), μια μεγάλη αναβάθμιση του LHC, η οποία θα αυξήσει σημαντικά την απόδοση του επιταχυντή και των πειραμάτων. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων Υψηλής Φωτεινότητας αποτελεί ένα συναρπαστικό έργο, αναπτύσσοντας καινοτόμες τεχνολογίες – από νέας γενιάς υπεραγώγιμους μαγνήτες για τον επιταχυντή, έως προηγμένα εξαρτήματα ανιχνευτών για τα πειράματα. Το έργο αυτό προωθεί τις τεχνολογικές και μηχανικές μας δυνατότητες και αποτελεί ένα ακόμη εξαιρετικό παράδειγμα διεθνούς συνεργασίας. Ο High-Luminosity LHC, που θα ξεκινήσει τη λειτουργία του το 2030, θα μας επιτρέψει να μελετήσουμε το μποζόνιο Higgs λεπτομερέστερα σε σχέση με ό,τι ήταν δυνατό έως τώρα και να αναζητήσουμε νέα, σπάνια φαινόμενα.Κοιτάζοντας πιο μπροστά πλησιάζουμε στην ολοκλήρωση της μελέτης σκοπιμότητας για έναν πιθανό Μελλοντικό Κυκλικό Επιταχυντή (Future Circular Collider – FCC), ο οποίος, εφόσον εγκριθεί, θα ξεκινήσει τη λειτουργία του το 2045, μόλις λίγα χρόνια μετά το τέλος του High-Luminosity LHC. Ο FCC θα είναι το εκπληκτικότερο εργαλείο που έχει κατασκευαστεί ποτέ για τη μελέτη των θεμελιωδών νόμων της φύσης και για την απάντηση ορισμένων εκ των μεγαλύτερων αναπάντητων ερωτημάτων της σωματιδιακής φυσικής. Ερ.: Η τεχνητή νοημοσύνη και ο ρόλος της στην ανάλυση δεδομένων είναι ένας παράγοντας που μπορεί να φέρει πιο κοντά την επόμενη σημαντική ανακάλυψη και ίσως την επανάσταση στην κατανόησή μας για τη φυσική; Απ.: Το CERN χρησιμοποιεί ήδη την τεχνητή νοημοσύνη σε ορισμένους τομείς, όπως η ανάλυση δεδομένων, και πιστεύουμε ότι αυτές οι τεχνολογίες θα μπορούσαν να έχουν ακόμη περισσότερες εφαρμογές στο πεδίο του ενδιαφέροντός μας, βοηθώντας για παράδειγμα να γίνει πιο αποδοτική η λειτουργία του επιταχυντή και των ανιχνευτών. Και ευελπιστούμε ότι η πρόοδος του CERN στο πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης θα συνεχίσει να βρίσκει εφαρμογές και σε άλλους τομείς της κοινωνίας, όπως ήδη συμβαίνει, για παράδειγμα, με τα αυτοοδηγούμενα οχήματα. Ερ.: Στα χρόνια που μεσολάβησαν από το 1993 όταν William Waldegrave έθεσε την περίφημη πρόκληση για την καλύτερη επεξήγηση του μυστηρίου του μποζονίου Higgs σε μία κόλλα χαρτί Α4, πιστεύετε ότι από την πλευρά της επιστημονικής και ακαδημαϊκής κοινότητας έχει υπηρετηθεί επαρκώς ο στόχος εκλαΐκευσης και διάδοσης των επιστημονικών ανακαλύψεων, ώστε το ευρύ κοινό να μπορεί να αντιλαμβάνεται τη σημασία της έρευνας και ως εκ τούτου να δικαιολογεί και τις δαπάνες που απαιτούν οι επενδύσεις σε αυτή; Απ.: Η συμμετοχή του κοινού και η διάδοση της επιστήμης αποτελούν μέρος της αποστολής του CERN. Για τον σκοπό αυτό δημιουργήσαμε το Science Gateway (την Πύλη της Επιστήμης), τη νέα μας υποδομή για την επιστημονική εκπαίδευση, που απευθύνεται σε κοινό όλων των ηλικιών. Συνδυάζει διαδραστικές εκθέσεις, εκπαιδευτικά εργαστήρια για πειραματική εξάσκηση και ένα αμφιθέατρο για εκδηλώσεις και επιστημονικές επιδείξεις. Είναι ένας χώρος όπου οι επιστήμονες και το κοινό μπορούν να συναντηθούν και να ανταλλάξουν ιδέες. Από την έναρξη της λειτουργίας του, τον Οκτώβριο του 2023, έχουμε φιλοξενήσει περισσότερα από 530.000 άτομα, προερχόμενα από 175 χώρες. Πιστεύω ότι τέτοιες πρωτοβουλίες πρέπει να ενθαρρύνονται, καθώς αποτελεί καθήκον μας να μοιραζόμαστε με το κοινό τη σημασία της επιστήμης για ένα βιώσιμο μέλλον της ανθρωπότητας και του πλανήτη. Ερ.: Σε πειράματα μεγάλης κλίμακας πώς επιτυγχάνεται ο συντονισμός της συνεργασίας μεταξύ χιλιάδων επιστημόνων από όλο τον κόσμο και πώς διασφαλίζεται ότι δεν αποκλείεται η εκπροσώπηση και από μικρότερες χώρες; Απ.: Τα πειράματα LHC αποτελούν πρότυπο οικοδόμησης συναίνεσης, ανταγωνισμού και ταυτόχρονα συνεργασίας. Συγκεντρώνουν χιλιάδες φυσικούς, μηχανικούς, τεχνικούς, φοιτητές και βοηθητικό προσωπικό από όλο τον κόσμο. Η επιτυχία τους βασίζεται στην ύπαρξη ενός κοινού σκοπού που είναι η κατανόηση του σύμπαντος στο πιο θεμελιώδες επίπεδο, καθώς και στην επίγνωση ότι αυτός ο φιλόδοξος στόχος μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω πνευματικών, τεχνολογικών και οικονομικών συνεισφορών, που προέρχονται από όλο τον κόσμο. Οι οργανωτικές τους δομές επιτρέπουν στα μέλη να συμμετέχουν άμεσα στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, ανεξαρτήτως της γεωγραφικής τους προέλευσης ή του μεγέθους της χώρας που εκπροσωπούν. Οι επιστήμονες συνήθως εργάζονται σε μικρές ομάδες, επιλέγοντας τα ερευνητικά πεδία και δεδομένα που εμπίπτουν περισσότερο στα ενδιαφέροντά τους. Κάθε αποτέλεσμα που προκύπτει από τη συνεργασία κοινοποιείται σε όλα τα μέλη και υπόκειται σε αυστηρές διαδικασίες ελέγχου πριν δημοσιοποιηθούν τα αποτελέσματα. Ερ.: Το Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής και Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) συμμετέχει ενεργά τα τελευταία 30 χρόνια στο Πείραμα ATLAS στο CERN και έχει παίξει σημαντικό ρόλο τόσο με την κατασκευή και έλεγχο μεγάλου αριθμού σύγχρονων ανιχνευτών σωματιδίων, όσο και στην ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, ενώ δεκάδες είναι τα παραδείγματα διακεκριμένων ερευνητών- αποφοίτων του ΑΠΘ που αυτοαποκαλούνται «παιδιά του CERN». Η αποδοχή της τιμής που σας έγινε από το Τμήμα Φυσικής του ΑΠΘ συνιστά και μια συμβολική αναγνώριση της συνεισφοράς του Πανεπιστημίου στο έργο του CERN; Απ.: Ήταν μεγάλη τιμή για μένα να αποδεχθώ έναν τιμητικό τίτλο από ένα τόσο αναγνωρισμένο Πανεπιστήμιο όπως το ΑΠΘ. Είχα τη χαρά να συνεργαστώ με πολλούς λαμπρούς επιστήμονες από το ΑΠΘ στο πείραμα ATLAS του LHC για σχεδόν δύο δεκαετίες. Το ΑΠΘ είχε εξαιρετική συμβολή στην κατασκευή του αρχικού ανιχνευτή ATLAS και στην πρόσφατη αναβάθμισή του, αναπτύσσοντας ισχυρές δεξιότητες στους ανιχνευτές αερίων και δημιουργώντας κορυφαίες εγκαταστάσεις στη βάση του. Συμμετείχε και συνεχίζει να συμμετέχει σε πολύ σημαντικές μελέτες φυσικής. Η ομάδα του ΑΠΘ είναι ιδιαίτερα δραστήρια στο ATLAS και πριν από λίγους μήνες φιλοξένησε μια πολύ επιτυχημένη συνάντηση συνεργασίας του ATLAS. Επίσης, συμμετέχει ενεργά στην ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογιών επιταχυντών για εφαρμογές κοινωνικού ενδιαφέροντος και συντονίζει το ευρωπαϊκό πρόγραμμα IFIGENEIA για την παραγωγή ραδιοϊσοτόπων για τη θεραπεία του καρκίνου. Ερ.: «If the Universe Is the Answer, What Is the Question?» O Leon Lederman έθεσε απλώς ένα φιλοσοφικό ερώτημα που καμία επιστημονική ανακάλυψη δε θα μπορέσει να απαντήσει; Απ.: Η ομορφιά της επιστημονικής έρευνας έγκειται στο γεγονός ότι κάθε νέα απάντηση εγείρει νέα ερωτήματα και οι εξελίξεις στην έρευνα μας βοηθούν να κατανοήσουμε ποια είναι τα σωστά ερωτήματα. Έτσι αυξάνεται η ανθρώπινη γνώση. Ερ.: Η κληρονομιά του Πίτερ Χιγκς αναμφίβολα συνεχίζει να εμπνέει τις νέες γενιές επιστημόνων. Πιστεύετε ότι το όραμα και η επιστημονική του προσέγγιση έχουν επηρεάσει τη σημερινή γενιά ερευνητών του CERN, ενθαρρύνοντάς τους να ακολουθήσουν νέα μονοπάτια που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε κάποια νέα μεγάλη ανακάλυψη; Απ.: Ένα σημαντικό κομμάτι της ιστορίας και των επιτευγμάτων του CERN είναι συνδεδεμένο με τον Peter Higgs. Ήταν ένας λαμπρός άνθρωπος, κάποιος που ήξερε να εξηγεί τη φυσική με απλό αλλά βαθύ τρόπο, παραμένοντας πάντα ταπεινός παρά τις πολλές του επιτυχίες. Ήταν και παραμένει μια πηγή έμπνευσης για εμένα και ελπίζω ότι οι ερευνητές του CERN θα συνεχίσουν να επηρεάζονται από εκείνον. Πολλοί νέοι επιστήμονες στον τομέα μας εργάζονται αυτή τη στιγμή σε μελέτες για το μποζόνιο του Higgs, το οποίο παραμένει ένα αινιγματικό σωματίδιο. Ο επιταχυντής LHC υψηλής φωτεινότητας (High-Luminosity LHC) και οι μελλοντικοί επιταχυντές θα είναι απαραίτητοι για να κατανοήσουμε λεπτομερώς το μποζόνιο Higgs και ελπίζουμε να αποκαλύψουμε τα πολυάριθμα μυστήρια που σχετίζονται με αυτό. Ερ.: Ο Πλάτωνας, επηρεασμένος από τον Πυθαγόρα, πίστευε ότι η μουσική συνδέεται βαθιά με την αρμονία του σύμπαντος. Ανάμεσα στη μουσική παιδεία που λάβατε, την επαγγελματική ενασχόλησή σας με το πιάνο και την αφοσίωσή σας στη σωματιδιακή φυσική έχετε ανακαλύψει κοινά στοιχεία μεταξύ των τεχνών και της επιστήμης; Απ.: Τόσο η τέχνη όσο και η επιστήμη βασίζονται στην ανθρώπινη δημιουργικότητα και περιέργεια. Με τον ίδιο τρόπο που υπάρχει ομορφιά στη μουσική ή τη ζωγραφική, μπορώ να δω την ομορφιά και στη φυσική. Τόσο η τέχνη όσο και η επιστήμη αφορούν στην εξερεύνηση του αγνώστου. Είναι οικουμενικές και ενωτικές: στον διαρρηγμένο μας κόσμο, αποτελούν κοινά ανθρώπινα στοιχεία που μας φέρνουν κοντά, είναι οι τελευταίες γέφυρες που παραμένουν όταν όλες οι άλλες έχουν γκρεμιστεί. Η τέχνη και η επιστήμη είναι στοιχεία που μας κάνουν ανθρώπους και πιστεύω ακράδαντα ότι μπορούν να μας καθοδηγήσουν προς ένα καλύτερο μέλλον. Ποια είναι η Fabiola Gianotti Η Fabiola Gianotti είναι Γενική Διευθύντρια του CERN, έλαβε διδακτορικό δίπλωμα στην πειραματική σωματιδιακή φυσική από το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου, Ιταλία. Από το 1994 είναι ερευνήτρια φυσικός στο CERN. Έχει εργαστεί σε διάφορα πειράματα του CERN, κυρίως στην έρευνα, ανάπτυξη και κατασκευή ανιχνευτών, στην ανάπτυξη λογισμικού και στην ανάλυση δεδομένων. Από τον Μάρτιο 2009 έως τον Φεβρουάριο 2013 ήταν επικεφαλής («Spokesperson») του πειράματος ATLAS στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Στην περίοδο αυτή τα πειράματα ATLAS και CMS ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.Είναι μέλος πολλών διεθνών επιτροπών, έλαβε δεκατέσσερις τιμητικούς διδακτορικούς τίτλους από Πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο και είναι εξωτερικό μέλος οκτώ Ακαδημιών Επιστημών παγκοσμίως. Της απονεμήθηκε η τιμητική διάκριση «Cavaliere di Gran Croce dell’Ordine al Merito della Repubblica Italiana», το ειδικό βραβείο Breakthrough Prize in Fundamental Physics, το βραβείο Enrico Fermi της Ιταλικής Εταιρείας Φυσικής, το μετάλλιο τιμής του Ινστιτούτου Niels Bohr (Κοπεγχάγη) και το μετάλλιο Tate του Αμερικανικού Ινστιτούτου Φυσικής για διεθνή ηγεσία. Κατατάχθηκε 5η προσωπικότητα της χρονιάς 2012 από το περιοδικό Time. Εκλέχθηκε Γενική Διευθύντρια του CERN το Νοέμβριο του 2014 για την περίοδο 1η Ιανουαρίου 2016 έως 31 Δεκεμβρίου 2020, ενώ το Νοέμβριο του 2019 εκλέχθηκε για δεύτερη θητεία, από 1η Ιανουαρίου 2021 έως 31 Δεκεμβρίου 2025. Είναι η πρώτη φορά στην ιστορία του CERN που Γενικός Διευθυντής διορίζεται για δεύτερη πλήρη θητεία. Είναι η πρώτη γυναίκα στη θέση αυτή.Στην τελετή αναγόρευσης της Διευθύντριας του CERN, μετά τον έπαινό της που ανέγνωσε ο καθηγητής Πειραματικής Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων Κωνσταντίνος Κορδάς, η κ. Τζιανότι πραγματοποίησε ομιλία με τίτλο «The Higgs boson and our life». Ακολούθησε εκδήλωση για τη συμπλήρωση 70 χρόνων από την ίδρυση του CERN, όπoυ το κοινό είχε την ευκαιρία να θέσει τις δικές του ερωτήσεις προς την κ. Gianotti ( https://www.youtube.com/watch?v=Fsubu2S5RDY ), η οποία μίλησε για τα διδάγματα που αντλούμε από την έως σήμερα πορεία του CERN και τις προκλήσεις για το μέλλον. Μεταξύ άλλων αναφέρθηκε στο μεγάλο μάθημα της συνεργασίας των Ευρωπαϊκών χωρών προκειμένου να δημιουργηθεί το CERN, χωρών που μόλις λίγα χρόνια πριν πολεμούσαν μεταξύ τους. Σε ό,τι αφορά το μέλλον εκτίμησε πως για να παραμείνει το CERN στην πρωτοπορία πρέπει να προχωρήσει σε νέα έργα, δεδομένου και του μεγάλου ανταγωνισμού από την Κίνα. Πηγή: ΑΠΕ ΜΠΕ – https://www.skai.gr/news/technology/dieythyntria-cern-fampiola-tzianoti-mila-gia-ta-emvlimatika-erga-tou-eyropaikou-kentrou Το επεξεργάστηκε Μάρτιος 24 ο Δροσος Γεωργιος Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 1 Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 1 Απρόσμενη ανακάλυψη στον επιταχυντή του CERN φωτίζει την ύπαρξη του Σύμπαντος. Πρόκειται για ένα εύρημα στον τομέα της αντιύλης που ανοίγει νέους δρόμους στη Φυσική. Επιστήμονες του μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο έκαναν μια πρώτη στο είδος της ανακάλυψη σχετικά με την αντιύλη που ίσως βοηθήσει στην επίλυση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος.Η ανακάλυψη που έγινε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN αποκάλυψε ότι ένας βραχύβιος «ξάδερφος» πρωτονίων και νετρονίων, το βαρυόνιο Λ, διασπάται με διαφορετικό ρυθμό από το αντίστοιχο της αντιύλης.Το 1951 ανακαλύφθηκε στις κοσμικές ακτίνες ένα παράξενο είδος βαρυόνιων που ονομάστηκε Λ από τον τρόπο της διάσπασής του. Το βαρυόνιο Λ δεν έχει φορτίο και δεν αφήνει ίχνη στον ανιχνευτή. Όμως ανιχνεύεται από την διάσπασή του συνήθως (στο 64% των περιπτώσεων) σε ένα πρωτόνιο και ένα αρνητικό π μεσόνιο, των οποίων οι τροχιές σχηματίζουν την μορφή του ελληνικού γράμματος Λ.Ονομάζεται παραβίαση ισοτιμίας φορτίου (CP), αυτό το φαινόμενο αναφέρεται σε σωματίδια αντίθετου φορτίου, όπως η ύλη και η αντιύλη που συμπεριφέρονται διαφορετικά. Είναι μια κρίσιμη εξήγηση για το γιατί η ύλη μπόρεσε να κυριαρχήσει στην αντιύλη στο πρώιμο Σύμπαν. Η ύπαρξη της ύλης έδωσε υπόσταση στο Σύμπαν αφού αν είχε κυριαρχήσει η αντιύλη το Σύμπαν θα ήταν ένας πελώριος κενός κόσμος.Παρά το γεγονός ότι είναι ένας βασικός λόγος για την ύπαρξη μας το ποσό της παραβίασης του CP που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής των Σωματιδίων είναι πολύ μικρό για να εξηγήσει την αφθονία της ύλης στο σύμπαν μας. Επιπλέον αυτή η παραβίαση είχε ανιχνευθεί στο παρελθόν μόνο σε σωματίδια που αποτελούνται από ζεύγη κουάρκ-αντικουάρκ, που ονομάζονται μεσόνια. Δεν έχει παρατηρηθεί σε βαρυόνια – σωματίδια τριών κουάρκ, όπως πρωτόνια και νετρόνια, που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της ορατής ύλης του Σύμπαντος.Αυτή η πρώτη στο είδος της ανίχνευση ανοίγει πιθανώς νέους δρόμους στη Φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Οι ερευνητές παρουσίασαν τα ευρήματά τους στο συνέδριο Rencontres de Moriond στην Ιταλία και δημοσίευσαν μια μελέτη στο διαδικτυακό αρχείο επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv. https://arxiv.org/abs/2503.16954 https://www.naftemporiki.gr/techscience/1939551/aprosmeni-anakalypsi-ston-epitachynti-toy-cern-fotizei-tin-yparxi-toy-sympantos/ Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 2 Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 2 Ένα σημαντικό ορόσημο στην ιστορία της σωματιδιακής φυσικής. Πρώτη παρατήρηση παραβίασης της συμμετρίας CP σε διασπάσεις βαρυονίων Για κάθε σωματίδιο που γνωρίζουμε, υπάρχει και ένα αντίστοιχο αντισωματίδιο με τις ίδιες ιδιότητες, εκτός από το ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα, το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου είναι το ποζιτρόνιο και το αντισωματίδιο του πρωτονίου είναι το αντι-πρωτόνιο. Ένα ποζιτρόνιο και ένα αντιπρωτόνιο μπορούν να σχηματίσουν ένα άτομο αντι-υδρογόνου. Αλλά αυτό είναι πραγματικά πολύ δύσκολο. Υπάρχουν πειράματα στο CERN που κατασκευάζουν άτομα αντι-υδρογόνου και μελετούν την ελέυθερη πτώση τους. Τα αντισωματίδια (και τα αντι-άτομα) είναι αυτό που ονομάζουμε αντιύλη. Όταν τα αντισωματίδια και τα σωματίδια συναντηθούν εξαϋλώνονται. Η ύλη και η αντιύλη μετατρέπονται σε ενέργεια σύμφωνα με την εξίσωση E=mc².Υπάρχει μια πολύ μεγάλη διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης. Η ύλη κυριαρχεί παντού γύρω μας. Μόνο περιστασιακά εμφανίζεται ελάχιστη αντιύλη. Για παράδειγμα, το κάλιο-40 είναι ραδιενεργό και εκπέμπει ποζιτρόνια. Μια μέση μπανάνα περιέχει κάλιο-40 και παράγει ένα ποζιτρόνιο ανά 75 λεπτά. https://physicsgg.me/2013/08/26/αντιύλη-από-μπανάνες/ Γιατί όμως το σύμπαν μας είναι φτιαγμένο από ύλη και όχι από αντιύλη; Τι είναι αυτό που ευνοεί τα σωματίδια έναντι των αντι-σωματιδίων; Δεν ξέρουμε. Το πείραμα LHCb στο CERN έχει σχεδιαστεί για να δώσει απάντηση (και) σ’ αυτό το ερώτημα. Μελετά τα σωματίδια και τα αντι-σωματίδια που παράγονται από τις συγκρούσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) και ψάχνει για διαφορές. Στο παρελθόν ανιχνεύθηκαν κάποιες διαφορές στις διασπάσεις μεσονίων K, B και D, σωματίδια που αποτελούνται από ένα ζεύγος κουάρκ-αντικουάρκ και περιέχουν παράξενα κουάρκ, πυθμένες και γοητευτικά κουάρκ, αντίστοιχα. Για παράδειγμα, στο διαγραμμα που ακολουθεί, βλέπουμε τον αριθμό των μεσονίων (δεξιά) και αντι-μεσονίων (αριστερά) που διασπώνται σε σχέση με τη μετρούμενη μάζα τους:Η μάζα είναι ίδια και στα δύο διαγράμματα, αλλά η ποσότητα των (αντι-) μεσονίων είναι διαφορετική. (Φωτ.1)Αυτές οι διαφορές είναι αρκετά κατανοητές. Προέρχονται από τη μικρή διαφορά μεταξύ των κουάρκ και των αντι-κουάρκ που περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1974 από τους Makoto Kobayashi https://en.wikipedia.org/wiki/Makoto_Kobayashi και Toshihide Maskawa, https://en.wikipedia.org/wiki/Toshihide_Maskawa με βάση παλαιότερη εργασία του Nicola Cabibbo. https://en.wikipedia.org/wiki/Nicola_Cabibbo Αλλά αυτά είναι μεσόνια. Περιέχουν ένα κουάρκ και ένα αντι-κουάρκ. Ανήκουν στην ύλη ή στην αντιύλη; Διαλέγουμε ότι θέλουμε! Κάτι που δεν μπορούμε να κάνουμε με τα βαρυόνια, που περιέχουν τρία κουάρκ και είναι ο τύπος της ύλης που συνθέτει το ορατό σύμπαν. Το πρωτόνιο, αυτό είναι το ελαφρύτερο σταθερό βαρυόνιο. Τα αντι-βαρυόνια περιέχουν τρία αντι-κουάρκ, όπως το αντι-πρωτόνιο.Υπάρχει διαφορά στις διασπάσεις των βαρυονίων και των αντι-βαρυονίων; Δεν είχε αναφερθεί καμία, μέχρι πριν από μερικές ημέρες, όταν στο Rencontres de Moriond EW, https://moriond.in2p3.fr/2025/EW/ οι φυσικοί του LHCb ανακοίνωσαν ότι παρατήρησαν για πρώτη φορά διαφοροποίηση σε διασπάσεις βαρυονίων. Είναι αυτή η μέτρηση συνεπής με την θεωρητική πρόβλεψη των Kobayashi και Maskawa; Δεν ξέρουμε ακόμα. Οι θεωρητικοί φυσικοί ήδη αναζητούν το πόσο μεγάλη αναμένεται να είναι αυτή η διαφορά. Η παραβίαση της συμμετρίας CP(Φωτ.2) H συμμετρία CP (συμμετρία συζυγίας φορτίου C και της συμμετρίας της ομοτιμίας P) σημαίνει ότι οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι αν ένα σωματίδιο αντικατασταθεί με το αντίστοιχο αντισωματίδιο ενώ οι χωρικές συντεταγμένες αναστρέφονται. H συμμετρία CP είναι παρούσα σχεδόν σε όλες τις φυσικές διαδικασίες, και μέχρι τη δεκαετία του ’60 οι φυσικοί πίστευαν πως ήταν μια θεμελιώδης αρχή της φύσης. Κάτι που καταρρίφθηκε το 1964, όταν εντοπίστηκε η παραβίασή της από τα καόνια. Η παραβίαση CP, όπως αποκαλείται, οδηγεί σε διαφορετική συμπεριφορά τα σωματίδια ύλης και αντιύλης, το οποίο είναι ένα σημείο που ίσως αποδειχτεί κλειδί στην εξήγηση της ασυμμετρίας ύλης και αντιύλης στο Σύμπαν. Λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν αποτελείτο από ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, και δίχως την παραβίαση CP, οι δύο μορφές ύλης θα είχαν εξαϋλωθεί, δημιουργώντας ένα Σύμπαν γεμάτο μονάχα από ενέργεια. Το φαινόμενο παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1964 στη διάσπαση των ουδέτερων μεσονίων Κ και οι δύο φυσικοί που έκαναν την ανακάλυψη, ο James Cronin https://en.wikipedia.org/wiki/James_Cronin και ο Val Fitch, https://en.wikipedia.org/wiki/Val_Logsdon_Fitch τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής το 1980. https://www.bnl.gov/bnlweb/history/nobel/1980.php Πριν από μερικές ημέρες οι φυσικοί του LHCb ανακοίνωσαν την πρώτη παρατήρηση παραβίασης CP σε διάσπαση βαρυονίου [Observation of charge-parity symmetry breaking in baryon decays]. https://arxiv.org/abs/2503.16954 Οι διαφορές στις ιδιότητες της ύλης και της αντιύλης, που προκύπτουν από το φαινόμενο της παραβίασης CP, είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν χρησιμοποιώντας τις διασπάσεις των μεσονίων K, B και D, των σωματιδίων που αποτελούνται από ένα ζεύγος κουάρκ-αντικουάρκ. Ωστόσο, παρά τις δεκαετίες πειραματικών ερευνών, η παραβίαση της συμμετρίας CP δεν είχε ακόμη παρατηρηθεί στις διασπάσεις των βαρυονίων, που αποτελούνται από τρία κουάρκ, δηλαδή τον τύπο της ύλης που συνθέτει το ορατό σύμπαν. Το αποτέλεσμα που ανακοινώθηκε στη Moriond αποτελεί την πρώτη παρατήρηση παραβίασης CP σε διασπάσεις βαρυονίων.Το 1974 οι Kobayashi και Maskawa συνειδητοποίησαν ότι η παραβίαση CP θα μπορούσε φυσικά να συμπεριληφθεί στο θεωρητικό πλαίσιο που γνωρίζουμε σήμερα ως το Καθιερωμένο Πρότυπο της Φυσικής των Σωματιδίων υπό την προϋπόθεση ότι υπήρχαν τουλάχιστον έξι διαφορετικά κουάρκ στη φύση. Η θεμελιώδης ιδέα τους επιβεβαιώθηκε τελικά τρεις δεκαετίες αργότερα, χάρη στην παρατήρηση της παραβίασης της CP από τα πειράματα BaBar και Belle, που οδήγησε στην απονομή του Νόμπελ Φυσικής του 2008 στους Kobayashi και Maskawa. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2008/illustrated-information/ Στο Καθιερωμένο Πρότυπο, η ύπαρξη και το συνολικό μέγεθος της παραβίασης της συμμετρίας CP καθορίζονται από μία μόνο παράμετρο, αν και η εκδήλωσή της σε μια συγκεκριμένη διάσπαση επηρεάζεται από πολλές άλλες παραμέτρους. Οι τιμές αυτών των θεμελιωδών παραμέτρων μπορούν να προσδιοριστούν πειραματικά μετρώντας πολλές διαφορετικές διαδικασίες παραβίασης CP. Το συνδυασμένο σύνολο αυτών των μετρήσεων, πολλές από τις οποίες έχουν πραγματοποιηθεί στον LHCb, συμφωνεί πολύ καλά με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου για όλα τα φαινόμενα παραβίασης της συμμετρίας CP που είναι γνωστά μέχρι στιγμής στη σωματιδιακή φυσική. Η παρατήρηση της παραβίασης της CP στις διασπάσεις βαρυονίων ανοίγει ένα νέο δρόμο για τον έλεγχο του Καθιερωμένου Προτύπου και την αναζήτηση νέας φυσικής, ρίχνοντας νέο φως στον γρίφο της παραβίασης CP.(Φωτ.3)Στη νέα εργασία, η παραβίαση CP στις διασπάσεις του βαρυονίου παρατηρείται στη διάσπαση του βαρυονίου σε ένα πρωτόνιο, ένα καόνιο και ένα ζεύγος αντίθετα φορτισμένων πιονίων: → p + K– + π+ + π–. Τα συστατικά κουάρκ του βαρυονίου είναι παρόμοια με αυτά του πρωτονίου (uud), με ένα από τα πάνω κουάρκ u να αντικαθίσταται από ένα κουάρκ πυθμένα b. Η παραβίαση CP ποσοτικοποιείται με τη λεγόμενη CP ασυμμετρία, ACP, που ορίζεται ως η σχετική διαφορά μεταξύ των ρυθμών διάσπασης του (ύλη) και της διάσπασης (αντιύλης) σε αυτοσυζευγμένες τελικές καταστάσεις.Η παραπάνω εικόνα δείχνει τις κατανομές μάζας των προϊόντων διάσπασης Λo-bκαι Λo-b . (Φωτ.4)Η διαφορά στον αριθμό των διασπάσεων (αριστερά) και (δεξιά), αφού διορθωθεί για πειραματικά αποτελέσματα, είναι μια σαφής εκδήλωση παραβίασης CP. Οι φυσικοί του LHCb υπολόγισαν την αριθμητική τιμή της ασυμμετρίας CP, ACP =(2,45±0,46±0,10)% , που διαφέρει από μηδέν με στατιστική ακρίβεια 5,2 τυπικών αποκλίσεων.Η εύρεση της μη μηδενικής τιμής ACP με ακρίβεια 5,2 σίγμα βρίσκεται πάνω από το όριο βεβαιότητας των 5σ που καθορίζει μια ανακάλυψη (5 σίγμα σημαίνει ότι υπάρχει πιθανότητα 1 στα 3,5 εκατομμύρια η μέτρηση να είναι τυχαία). Έτσι, η πρώτη παρατήρηση παραβίασης της συμμετρίας CP σε διασπάσεις βαρυονίων ανοίγει το δρόμο για περαιτέρω θεωρητικές και πειραματικές έρευνες σχετικά με τη φύση της παραβίασης της συμμετρίας, προσφέροντας πιθανώς νέους περιορισμούς για θεωρίες πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο. διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: Observation of the different behaviour of baryonic matter and antimatter – https://lhcb-outreach.web.cern.ch/2025/03/25/observation-of-the-different-behaviour-of-baryonic-matter-and-antimatter και ΕΔΩ https://twitter.com/PKoppenburg/status/1904565972226240765 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 7 Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 7 Τι είναι το τοπόνιο; Το 1995 όταν ο Alexander Grohsjean ήταν 16 χρονών, προβληματίστηκε από μια επιστημονική είδηση που διάβασε στην τοπική γερμανική εφημερίδα Saarbrücker Zeitung. Πήρε μαζί του το απόκομμα στο σχολείο αναζητώντας κάποιον καθηγητή για να του εξηγήσει τα γραφόμενα, αλλά τελικά μπερδεύτηκε περισσότερο. Η είδηση αφορούσε το κορυφαίο (top) κουάρκ που ανακαλύφθηκε στα πειράματα του Tevatron και οι φυσικοί είχαν εκτιμήσει την μάζα του μεταξύ 151 και 197 GeV/c2. Γι αυτό χαρακτηρίστηκε ως το βαρύτερο όλων των γνωστών στοιχειωδών σωματιδίων. Όσο ακατανόητο φαίνονταν το κορυφαίο κουάρκ στον μαθητή Grohsjean, τόσο περισσότερο κέντριζε το ενδιαφέρον του. Έτσι, όταν μεγάλωσε κατέληξε να γίνει φυσικός. Τώρα ανήκει στην ερευνητική ομάδα CMS, ένα από τα κύρια πειράματα που συλλέγουν δεδομένα από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN. Και πριν από μερικές ημέρες παρουσίασε στο συνέδριο Rencontres de Moriond την εργασία της ομάδας CMS με τίτλο «Measurements at the top quark-antiquark production threshold at CMS» . Εκεί αναφέρεται σε ένα απροσδόκητο χαρακτηριστικό στα πειραματικά δεδομένα τους, το οποίο πιθανότατα δείχνει την ύπαρξη του μικρότερου σύνθετου σωματιδίου που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Ένα «οιονεί δεσμευμένο» αδρόνιο, συστατικά του οποίου είναι το μακροβιότερο και βραχυβιότερο θεμελιώδες σωματίδιο και το αντίστοιχο αντισωματίδιό του.Το κορυφαίο κουάρκ μπορεί στιγμιαία να ζευγαρώσει με το αντι-κορυφαίο κουάρκ και να δημιουργήσει ένα σύνθετο σωματίδιο που ονομάζεται toponium (τοπόνιο ή κορυφόνιο;). Όμως, η παρατήρηση αυτή χρειάζεται περισσότερη διερεύνηση, ενώ καλό θα ήταν να επιβεβαιωθεί και από το αδελφό πείραμα του CMS, το ATLAS.Οι υψηλής ενέργειας συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων στον LHC παράγουν και ζεύγη κορυφαίων κουάρκ-αντικουάρκ . Η μέτρηση της πιθανότητας να παραχθεί ζεύγος είναι ταυτόχρονα και ένας σημαντικός έλεγχος του καθιερωμένης θεωρίας των στοιχειωδών σωματιδίων και ένας ισχυρός τρόπος αναζήτησης για την ύπαρξη νέων σωματιδίων. Πολλά από τα ανοιχτά ερωτήματα στη σωματιδιακή φυσική, όπως η φύση της σκοτεινής ύλης, μας οδηγούν προς την αναζήτηση νέων σωματιδίων που πιθανόν να είναι πολύ βαριά για να έχουν παραχθεί σε πειράματα μέχρι τώρα.Αν υπάρχουν, τέτοια σωματίδια αναμένεται να αλληλεπιδρούν πιο ισχυρά με το κορυφαίο κουάρκ το οποίο έχει 184 φορές μεγαλύτερη μάζα από αυτή του πρωτονίου. Κι αν έχουν αρκετή μάζα ώστε να διασπαστούν σε ένα ζεύγος κορυφαίου-αντικορυφαίου κουάρκ, το γεγονός θα εντοπίζεται εύκολα στους ανιχνευτές καθώς τα δύο τεράστια κουάρκ διασπώνται σε «πίδακες» σωματιδίων.Επομένως, η παρατήρηση περισσότερων ζευγών κορυφαίων-αντικορυφαίων κουάρκ από το αναμενόμενο θεωρείται συχνά ως ένδειξη για την παρουσία επιπλέον μποζονίων τύπου Higgs. Τα δεδομένα του CMS έδειξαν ακριβώς ένα τέτοιο πλεόνασμα. Περιέργως, τα επιπλέον ζεύγη κορυφαίων κουάρκ παρατηρήθηκαν στην ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή ενός τέτοιου ζεύγους. Αυτό οδήγησε την ομάδα να εξετάσει μια εναλλακτική υπόθεση που θεωρείται από καιρό δύσκολο να ανιχνευθεί: μια βραχύβια σύνδεση ενός κορυφαίου κουάρκ και ενός κορυφαίου αντικουάρκ – το σύνθετο σωματίδιο που ονομάζεται τοπόνιο.Ενώ τα ζεύγη δεν σχηματίζουν σταθερές δέσμιες καταστάσεις, οι υπολογισμοί της κβαντικής χρωμοδυναμικής – η οποία περιγράφει το πώς η ισχυρή πυρηνική δύναμη ενώνει τα κουάρκ σε αδρόνια – προβλέπουν δέσμιες καταστάσεις στο όριο παραγωγής ζεύγους κορυφαίου – αντικορυφαίου κουάρκ.Αν και δεν μπορούν να αποκλειστούν άλλες εξηγήσεις – π.χ. επιπλέον μποζόνια Higgs-, η ενεργός διατομή που υπολογίστηκε στο πείραμα CMS για μια απλουστευμένη υπόθεση παραγωγής τοπονίου είναι 8,8 picobarns με αβεβαιότητα περίπου 15%. Αυτό ξεπερνά το επίπεδο βεβαιότητας των «5 σίγμα» που καθορίζει μια ανακάλυψη στη σωματιδιακή φυσική και καθιστά εξαιρετικά απίθανο η παρατήρηση να είναι απλά μια στατιστική διακύμανση.Εφόσον το αποτέλεσμα επιβεβαιωθεί, το τοπόνιο θα είναι το τελευταίο παράδειγμα ενός κουαρκονίου – ένας όρος που αναφέρεται στις ασταθείς καταστάσεις κουάρκ-αντικουάρκ. Όπως για παράδειγμα το charmonium (γοητευτικόνιο) που πυροδότησε τη Νοεμβριανή Επανάσταση στη σωματιδιακή φυσική του 1974, και το bottomonium (πυθμενόνιο).Το γοητευτικόνιο και το πυθμενόνιο έχουν μέγεθος περίπου 0,6 και 0,4 femtometer (1fm=10-15m) αντίστοιχα. Το πυθμενόνιο πιστεύεται πως είναι το μικρότερο αδρόνιο που έχει ανακαλυφθεί. Όμως, δεδομένης της μεγαλύτερης μάζας του, το τοπόνιο αναμένεται να είναι πολύ μικρότερο, παίρνοντας δίκαια τον χαρακτηρισμό ως το μικρότερο γνωστό αδρόνιο.Για μεγάλο χρονικό διάστημα, πιστευόταν ότι οι δεσμευμένες καταστάσεις τοπονίων ήταν απίθανο να ανιχνευθούν σε συγκρούσεις αδρονίων με αδρόνια. Το κορυφαίο κουάρκ διασπάται σε ένα κάτω κουάρκ και ένα μποζόνιο W στον χρόνο που χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει μόλις 0,1 fm – ένα κλάσμα του μεγέθους του ίδιου του σωματιδίου. Επομένως, το τοπόνιο θα είναι το μοναδικό μεταξύ των κουαρκονίων, καθώς η διάσπασή του προκαλείται από την αυθόρμητη αποσύνθεση ενός από τα κουάρκ που το αποτελούν, παρά από την αμοιβαία εξαύλωση ύλης-αντιύλης των συστατικών του. Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες: 1. Don’t call it toponium – https://www.symmetrymagazine.org/article/dont-call-it-toponium?language_content_entity=und 2. Intriguing excess of top-quark pairs hints at discovery of smallest composite particle – https://phys.org/news/2025-04-intriguing-excess-quark-pairs-hints.html?utm_source=twitter.com&utm_medium=social&utm_campaign=v2 3. CMS observes top–antitop excess – https://cerncourier.com/a/cms-observes-top-antitop-excess-2 4. Observation of a pseudoscalar excess at the top quark pair production threshold – https://arxiv.org/abs/2503.22382 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Δροσος Γεωργιος Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 24 Δημοσιεύτηκε Απρίλιος 24 Παρατηρήθηκε ο εξωτικός πυρήνας αντιύλης αντιυπερήλιο-4. Οι συγκρούσεις βαρέων ιόντων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN αναπαράγουν τις ακραίες συνθήκες που υπήρχαν στο σύμπαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτές οι συνθήκες επιτρέπουν τη δημιουργία υπερπυρήνων, πυρήνων που περιέχουν πρωτόνια, νετρόνια και υπερόνια [συνήθως περιέχουν το ελαφρύτερο των υπερονίων, το λάμδα (Λ)]. Τα υπερόνια είναι τα βαρύτερα και βραχύβια ξαδέρφια των πρωτονίων και νετρονίων, που αποτελούνται από πάνω, κάτω και παράξενα κουάρκ.Διερευνώντας τις συγκρούσεις βαρέων ιόντων, το πείραμα ALICE ανακάλυψε έναν αντι-υπερπυρήνα που ονομάζεται αντι-υπερήλιο-4. Συνίσταται από δύο αντιπρωτόνια, ένα αντινετρόνιο και ένα αντι-υπερόνιο και συμβολίζεται με 4/Δ He.Οι μετρήσεις τέτοιων υπερπυρήνων θα μπορούσαν να βελτιώσουν θεωρητικά μοντέλα σωματιδιακής φυσικής και άστρων νετρονίων.Δεκάδες διαφορετικοί υπερπυρήνες έχουν ανιχνευθεί στο παρελθόν. Αλλά οι αντίστοιχοι της αντιύλης είναι πολύ πιο δύσκολο να δημιουργηθούν και, μέχρι σήμερα έχουν ανιχνευθεί μόνο δύο τύποι. Το 2010, η ερευνητική ομάδα του πειράματος STAR στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (RHIC) στο Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven της Νέας Υόρκης, εντόπισε το αντιυπερτρίτιο (πυρήνας που περιέχει ένα αντιπρωτόνιο, ένα αντινετρόνιο και ένα αντιυπερόνιο). Στη συνέχεια, το 2024, αυτό το πείραμα ανίχνευσε το αντιυπερυδρογόνο-4 (συνίσταται από ένα αντιπρωτόνιο, δύο αντινετρόνια και ένα αντιυπερόνιο). Το πείραμα ALICE έκανε το επόμενο βήμα όσον αφορά τον ατομικό αριθμό παρατηρώντας το αντιυπερήλιο-4, δεδομένου ότι τα ιόντα συγκρούονται με πολύ υψηλότερες ενέργειες στον LHC σε σχέση με τον RHIC.Οι θεωρητικά προβλεπόμενες ποσότητες παραγωγής υπερπυρήνων/αντιυπερπυρήνων, βασίστηκαν σε ένα μοντέλο σωματιδιακής φυσικής που ονομάζεται στατιστικό μοντέλο αδρονοποίησης, και συμφωνούν με τις παρατηρήσεις του πειράματος ALICE. Επιβεβαιώνεται δηλαδή ότι αυτό το μοντέλο μπορεί να δώσει μια ακριβή περιγραφή του σχηματισμού υπερπυρήνων σε συγκρούσεις βαρέων ιόντων. Οι βελτιώσεις του θεωρητικού μοντέλου θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν την επίδραση των υπερονίων και άλλων εξωτικών σωματιδίων στην εσωτερική δομή των άστρων νετρονίων. πηγές: https://physics.aps.org/articles/v18/s51 – https://arxiv.org/abs/2410.17769 Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο. Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.
Προτεινόμενες αναρτήσεις
Δημιουργήστε έναν λογαριασμό ή συνδεθείτε για να σχολιάσετε
Πρέπει να είσαι μέλος για να αφήσεις ένα σχόλιο
Δημιουργία λογαριασμού
Εγγραφείτε για έναν νέο λογαριασμό στην κοινότητά μας. Είναι εύκολο!.
Εγγραφή νέου λογαριασμούΣυνδεθείτε
Έχετε ήδη λογαριασμό? Συνδεθείτε εδώ.
Συνδεθείτε τώρα