CERN: Ευρωπαϊκος Οργανισμος Στοιχειωδών Σωματιδίων

[Δροσος Γεωργιος]

Τελικά δεν βρέθηκε κανένα νέο σωματίδιο στο Fermilab

Κατά τη διεξαγωγή τρισεκατομμυρίων συγκρούσεων πρωτονίων-αντιπρωτονίων στον επιταχυντή Tevatron του Fermilab, φυσικοί νόμιζαν ότι είχαν ανακαλύψει ένα νέο σωματίδιο με ενέργεια κοντά στα 145 GeV και μάλιστα το είχαν ανακοινώσει πριν λίγες μέρες.

Αμέσως σήμανε συναγερμός στην επιστημονική κοινότητα γιατί η ύπαρξη αυτού του σωματιδίου δεν είχε προβλεφθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Σωματιδιακής Φυσικής.

Τώρα όμως μετά από μία ανεξάρτητη ανάλυση των αποτελεσμάτων οι φυσικοί στο Tevatron δεν βρήκαν ότι δημιουργήθηκε η ενέργεια των 145 GeV, άρα και κανένα σωματίδιο στην περιοχή αυτή.

“Αυτό ακριβώς δείχνει πως λειτουργεί η επιστήμη,” λέει ο υπεύθυνος του πειράματος Stefan Soldner-Rembold. “Η ανεξάρτητη επαλήθευση κάθε νέας παρατήρησης είναι το κλειδί για την εγκυρότητα της επιστημονικής έρευνας. Στο Tevatron, κάνουμε δύο πειράματα που από τον σχεδιασμό, μπορεί το ένα να ελέγχει το άλλο.”

Διαβάστε και την σχετική είδηση που μας αναστάτωσε όλους: Το Fermilab μπορεί να έχει βρει νέα στοιχειώδες σωματίδιο.

http://www.physics4u.gr/blog/?p=3530

[Δροσος Γεωργιος]

Απίστευτες Θερμοκρασίες παράγονται στον επιταχυντή LHC.

Φυσικοί στο CERN, λένε ότι ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, πρόσφατα ήταν σε θέση να αποκτήσει θερμοκρασίες που κάνουν τον Ήλιο να φαίνεται παγωμένος.

Συγκεκριμένα σε συγκρούσεις βαρέων ιόντων μολύβδου ο Μεγάλος Επιταχυντής Ανδρονίων (LHC), κατάφερε να επιτύχει θερμοκρασίες όχι λιγότερο από 1,6 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Σε σύγκριση με τη θερμοκρασία στο κέντρο του ήλιου είναι πάνω από 100.000 φορές μεγαλύτερη.

Οι μετρήσεις καταγράφηκαν σε πλάσμα γκλουονίων – κουάρκ (QGP), μια ιδιόμορφη κατάσταση της ύλης που αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ και γκλουόνια. Τα τελευταία βρίσκονταν ελεύθερα απειροελάχιστο χρόνο μετά το Big Bang.

Το RHIC δεν είναι φυσικά ένα τηλεσκόπιο που κοιτάζει στον ουρανό, αλλά ένας υπόγειος επιταχυντή στο Long Island. Εντούτοις, στην πραγματικότητα είναι ένα όργανο ακρίβειας της κοσμολογίας αφού εξετάζει τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, μια άγρια εποχή πολύ πριν από την εποχή των πρώτων ατόμων (που σχηματίστηκαν περίπου 380.000 χρόνια μετά από το big bang), πριν από τους πρώτους σύνθετους πυρήνες όπως είναι το ήλιο (που σχηματίστηκε ένα περίπου λεπτό μετά από το big bang), πριν ακόμη διαμορφωθούν ακόμα και τα πρωτόνια (δέκα μικροδευτερόλεπτα μετά από το big bang).

Η τεράστια διαστολή με μια ταχύτητα συγκρίσιμη με αυτή του φωτός που συνέβη στις πρώτες στιγμές του Κόσμου (φάση του πληθωρισμού), οδήγησε στη δημιουργία όλων αυτών που βλέπουμε σήμερα. Αλλά το πρώιμο σύμπαν ήταν πολύ διαφορετικό από αυτό σήμερα – είχαμε τότε πολλαπλές διαστάσεις και διαφορετικούς νόμους της φυσικής – που όμως σταδιακά σταθεροποιείται σε αυτό που βλέπουμε σήμερα.

Στον επιταχυντή LHC, πάνω από 3.000 φυσικοί και άλλοι ειδικοί από όλο τον κόσμο προσπαθούν να μιμηθούν αυτές τις συνθήκες στις συγκρούσεις κατά μέτωπον μεταξύ ιόντων του μολύβδου και πρωτονίων. Τα σωματίδια αυτά επιταχύνονται σε μια κυκλική σήραγγα 27 χιλιομέτρων, η οποία είναι θαμμένη περίπου 100 μέτρα κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

Το πλάσμα QGP είναι το πυκνότερο υλικό που έχει ποτέ σημειωθεί σε πειράματα, ενώ υπερβαίνεται μόνο από τις μαύρες τρύπες, και ίσως τα αστέρια των νετρονίων. Τώρα, αυτό παράγεται στον LHC, αλλά και στον Σχετικιστικό Συγκρουστή Βαρέων Ιόντων (RHIC) στο Brookhaven (BNL).

Οι ενδείξεις της θερμοκρασίας του πλάσματος ανακοινώθηκαν σε ένα συνέδριο που πραγματοποιήθηκε πρόσφατα στο Annecy της Γαλλίας.

“Αυτή η κατάσταση της ύλης δεν υπάρχει πουθενά φυσικά στη Γη και θεωρείται ότι μπορεί να εμφανιστεί μόνο κατά τη σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων," εξήγησε ο καθηγητής Geoffrey Taylor του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης και μέλος της επιστημονικής ομάδας του ανιχνευτή ATLAS.

“Οι νέες πληροφορίες θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση των αστροφυσικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα, καθώς καταρρέει ένα άστρο”, δήλωσε στους συναδέλφους του που παρακολούθησαν το συνέδριο.

“Κοιτάζοντας πώς δημιουργούνται οι πίδακες σωματιδίων καθώς και τα μποζόνια W και Z κατά τις συγκρούσεις βαρέων ιόντων μολύβδου με τα ελαφρύτερα πρωτόνια, μας δίνει μια εικόνα για τις συνθήκες που υπήρχαν σε ένα κουάρκ γκλουονίων πλάσμα, όταν το Σύμπαν ήταν μόλις χιλιοστά του δευτερολέπτου παλιά," ο ειδικός υποστήριξε.

«Αυτές οι συγκρούσεις δημιουργούν, επίσης, αντιύλη, η οποία θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε γιατί ζούμε σε ένα σταθερό σύμπαν από ύλη, όταν δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης στο big bang. Μας πάνε μπροστά για να κατανοήσουμε πράγματα που συμβαίνουν στο σύμπαν», συμπέρανε ο Τέιλορ.

[Δροσος Γεωργιος]

Πληθαίνουν οι ενδείξεις για το μποζόνιο του Χιγκς.

Το μυστηριώδες μποζόνιο Χιγκς βρίσκεται τα τελευταία 24ωρα στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος στην επιστημονική κοινότητα αφού σε μεγάλο συνέδριο που γίνεται στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας τα στελέχη του CERN αλλά και του Fermilab ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν τα ίχνη του. Η ανακάλυψη του σωματίδιου που θεωρείται ως το Ιερό Δισκοπότηρο της Φυσικής θα λύσει τον γρίφο για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη.

Την αρχή έκαναν τα στελέχη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) που ανακοίνωσαν ότι στο πλαίσιο του πειράματος "Άτλας" εμφανίστηκαν ενδείξεις που πιθανότατα οδηγούν στο μποζόνιο Χιγκς. Στην συνέχεια τα στελέχη του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντών των Ηνωμένων Πολιτειών (Fermilab) ανακοίνωσαν ότι και στα δικά τους πειράματα με τον επιταχυντή Tevatron εντοπίστηκαν ανάλογες ενδείξεις.

To Μποζόνιο Χιγκς

Το σωματίδιο πήρε το όνομά του από τον Βρετανό επιστήμονα Πίτερ Χιγκς που ήταν ο πρώτος που μίλησε για αυτό πριν από 45 χρόνια. Aποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της σωματιδιακής Φυσικής αφού καλύψει το κενό στις θεωρίες για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη.

Το μποζόνιο Χιγκς είναι το μόνο από τα σωματίδια του Καθιερωμένου Μοντέλου που εξακολουθεί να διαφεύγει από τα όργανα παρατήρησης των ερευνητών. Αυτό συμβαίνει γιατί, σύμφωνα με τη θεωρία, εμφανίζεται μόνο σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες σαν αυτές που παρήχθησαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Στα πειράματα που γίνονται με τον γιγάντιο επιταχυντή LHC στο CERN καθώς και με τον επιταχυντή Tevatron στο Fermilab γίνονται συνεχώς προσπάθειες αναδημιουργίας των συνθηκών που επικράτησαν όταν συνέβη η Μεγάλη Έκρηξη. Όπως είναι ευνόητο τα τελευταία χρόνια τα δύο ιδρύματα έχουν επιδοθεί σε ένα αγώνα δρόμου για το ποιό θα καταφέρει να ανακοινώσει πρώτο την μεγάλη ανακάλυψη.

Τα πειράματα

Το πείραμα «Άτλας» αποτελεί ένα από τα δυο «πολυπειράματα» που διεξάγονται στον LHC για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς και περισσότεροι από 3.000 ερευνητές εργάζονται σε αυτό.

O Tevatron είναι ένας κυκλικός επιταχυντής σωματιδίων με συνολικό μήκος 6,8 χλμ και είναι ο πρώτος ισχυρός επιταχυντής που έκανε την εμφάνιση του, αφού λειτούργησε για πρώτη φορά πριν από 28 χρόνια. Έκτοτε έχει υποστεί συνεχείς αναβαθμίσεις ώστε να μπορεί να εκτελεί πολύπλοκα και απαιτητικά πειράματα όπως αυτό της αναζήτησης του μποζονίου Χιγκς.

Αν τελικά οι ενδείξεις που ανακοινώθηκαν τα τελευταία 24ωρα δεν μετουσιωθούν σε αποδείξεις οι ερευνητές θα συνεχίσουν την αναζήτηση του μποζονίου Χιγκς για αρκετούς μήνες.

«Αν το μποζόνιο Χιγκς υπάρχει, το αργότερο μέχρι το τέλος του 2012 θα το έχουμε εντοπίσει. Αλλά αν τελικά δεν εντοπιστεί το συγκεκριμένο σωματίδιο αυτό δεν θα είναι μια αποτυχία, το αντίθετο θα έλεγα. Αν δεν εντοπιστεί μέχρι τότε αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει και έτσι θα πρέπει να αναζητήσουμε κάτι άλλο που να εξηγεί την ύπαρξη της μάζας στην ύλη» έχει αναφέρει σε πρόσφατη δήλωση του ο Ρολφ-Ντίτερ Χόιερ, γενικός διευθυντής του CERN.

[Δροσος Γεωργιος]

Το καλειδοσκόπιο της Μεγάλης Έκρηξης.Η Μεγάλη Έκρηξη παρήγαγε και μια «έκρηξη» χρωμάτων.

Ένα εντυπωσιακό καλειδοσκόπιο ήταν το αποτέλεσμα της Μεγάλης Έκρηξης που οδήγησε στην δημιουργία του Σύμπαντος όπως δείχνουν τα πειράματα που γίνονται στο CERN. Οι επιτελείς του πειράματος ALICE που γίνονται με τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) έδωσαν στην δημοσιότητα εικόνες που παραπέμπουν στις πρώτες στιγμές που ακολούθησαν την Μεγάλη Έκρηξη.

Οι συγκρούσεις των χρωμάτων

Σύμφωνα με τους ερευνητές στα πρώτα μικροδευτερόλεπτα μετά την Μεγάλη Έκρηξη διάφορα ιόντα άρχισαν να συγκρούονται με ταχύτητες που πλησίαζαν αυτές του φωτός μέσα στο σκοτεινό και παγωμένο περιβάλλον που μόλις είχε δημιουργηθεί.

Οι συγκρούσεις αυτές είχαν ως αποτέλεσμα να αναπτυχθούν θερμοκρασίες εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από αυτές που αναπτύσσονται στον Ήλιο δημιουργώντας νέα σωματίδια μέσα σε ένα πολύχρωμο περιβάλλον. Τα πειράματα με τον LHC και η παρατήρηση των συγκρούσεων των σωματιδίων σε αυτόν επέτρεψαν στους επιστήμονες να δουν την εικόνα του νεογέννητου Σύμπαντος και την αποτυπώσουν για πρώτη φορά οπτικά.

Βίντεο:

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=413646

[efxar1sto]

Οι συγκρούσεις των χρωμάτων

 

Οι συγκρούσεις των χρωμάτων

[Δροσος Γεωργιος]

Τη βοήθεια των πολιτών ζητά το CERN.

Ένα ακόμα μεγάλο επιστημονικό πρόγραμμα προσφεύγει στην «επιστήμη των πολιτών», ζητώντας βοήθεια από κάθε έναν ενδιαφερόμενο, που θα ήθελε να διαθέσει τον ελεύθερο χρόνο του ηλεκτρονικού υπολογιστή του σπιτιού ή του γραφείου του, για να συμβάλει σε μια σημαντική ανακάλυψη. Το CERN δημιούργησε το πρόγραμμα LHC@home, ώστε να αξιοποιήσει τη συλλογική επεξεργαστική ισχύ όσο το δυνατόν περισσότερων υπολογιστών ανά τον κόσμο.

Οι πολίτες-επιστήμονες θα έχουν τη χαρά ότι συμμετέχουν στα ιστορικά πειράματα φυσικής του υπόγειου μεγάλου επιταχυντή, που βρίσκεται κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα. Μεταξύ άλλων, θα βοηθήσουν στην αναζήτηση του «μποζονίου του Χιγκς», του αποκαλούμενου και «σωματιδίου του Θεού». Είχε προηγηθεί, το 2004, σύμφωνα με το BBC, μια ανάλογη μικρότερης κλίμακας προσπάθεια του CERN για να γίνουν προσομοιώσεις ακτίνων πρωτονίων.

«Οι εθελοντές μπορούν τώρα να βοηθήσουν ενεργά τους φυσικούς στην αναζήτηση νέων θεμελιωδών σωματιδίων που θα ρίξουν νέο φως στην προέλευση του σύμπαντός μας, συνεισφέροντας διαθέσιμη επεξεργαστική ισχύ από τους προσωπικούς υπολογιστές τους, επιτραπέζιους και φορητούς», αναφέρεται στη σχετική ανακοίνωση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών, που συνεργάζεται για το νέο πρόγραμμα με το Κέντρο Κυβερνοεπιστήμης Πολιτών, στο οποίο συμμετέχουν ο ΟΗΕ και το πανεπιστήμιο της Γενεύης.

Κάθε χρόνο ο επιταχυντής, μέσω των συγκρούσεων σωματιδίων, παράγει έναν τεράστιο όγκο δεδομένων προς επεξεργασία, που φθάνουν τα 15 εκατ. Gigabyte.

Το CERN διαθέτει μια εντυπωσιακή υποδομή διασυνδεμένων υπολογιστών, παρόλα αυτά δεν λέει όχι στη συμβολή έξτρα ισχύος από κάθε ενδιαφερόμενο. Άλλες επιστημονικές ομάδες, από διαφορετικά γνωστικά πεδία, τα προηγούμενα χρόνια, έχουν επίσης καταφύγει στους εθελοντές, όπως για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI@home) ή για την ανάλυση πρωτεϊνών (Folding@home). =D>

[Δροσος Γεωργιος]

Μέχρι το τέλος αυτού του μήνα θα ξέρουμε αν υπάρχει το Higgs.

Φυσικοί που εργάζονται στον επιταχυντή Tevatron του Fermilab των ΗΠΑ, και οι οποίοι ανταγωνίζονται τους συναδέλφους τους στον επιταχυντή LHC του CERN για την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, του λεγόμενου και «σωματιδίου του Θεού», δήλωσαν ότι μέχρι το τέλος του τρέχοντος μήνα θα έχουν αρκετά στοιχεία στη διάθεσή τους, είτε για να βρουν το μυστηριώδες σωματίδιο, είτε για να αποκλείσουν πια την ύπαρξή του.

Εάν η απάντηση είναι όχι, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα πρέπει να επανεξετάσουμε το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής που περιγράφει εδώ και 40 χρόνια τον τρόπο με τον οποίο πιστεύουν ότι λειτουργεί το σύμπαν.

Οι φυσικοί στο Fermilab, κοντά στο Σικάγο, έχουν έρθει σε ένα φιλικό ανταγωνισμό με τους συναδέλφους τους στο CERN, στο οποίο ο γιγάντιος επιταχυντής LHC επιζητεί επίσης το Higgs.

Η υπεύθυνη επικοινωνίας Katie Yurkewicz δήλωσε πως το Tevatron ήταν σε καλό δρόμο για να έχουν μέχρι τις 30 Σεπτεμβρίου τις πληροφορίες εκείνες "για να αποκλείσουν την ύπαρξη ενός μποζονίου Higgs με μάζα στο πιο πιθανό εύρος."

Και οι δύο επιταχυντές, το Tevatron, που λειτουργεί επί 28 χρόνια τώρα, αλλά και ο Large Hadron Collider του CERN, που ξεκίνησε στις 30 Μαρτίου του 2010, έχουν προσπαθήσει να βρουν το μποζόνιο – που προβάλλεται από τους φυσικούς ως το σωματίδιο που έδωσε μάζα στην ύλη, μετά το Μπιγκ Μπανγκ πριν 13,7 δισεκατομμύρια έτη, εντός αυτού του εύρους.

Αν δεν είναι εκεί, λένε τώρα οι επιστήμονες, τότε οι πολυεθνικές ερευνητικές ομάδες στα δύο κέντρα θα πρέπει να αρχίσουν να ψάχνουν στα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν για κάτι άλλο – ένα διαφορετικό είδος του Higgs ή κάποιο άλλο σωματίδιο.

Αλλά αν αυτό είναι κάπου εκεί, λέει η Yurkewicz καθώς και ο συνάδελφος της Robert Roser στο Fermilab, ο Tevatron δεν θα είχε αρκετά δεδομένα για να επιβεβαιώσει την ύπαρξή του πριν από τις 30 Σεπτεμβρίου του 2011 – όταν ο αμερικανικός επιταχυντής, που του αρνήθηκαν τα αναγκαία κονδύλια για να συνεχίσει, κλείσει οριστικά.

Οι επιστήμονες στα δύο κέντρα λένε θα πρέπει να γίνουν πολλαπλές θεάσεις του Higgs – η κάθε μία από τις οποίες θα πρέπει να εξεταστεί λεπτομερώς, προκειμένου να εξασφαλισθεί ότι είναι αυτό που φαίνεται να είναι – πριν να μπορεί να ανακοινωθεί η ανακάλυψη επίσημα.

Για να φτάσουν όμως στο συμπέρασμα ότι το Higgs δεν είναι εκεί που πρέπει, είναι πολύ πιο εύκολο.

Στις δύο μηχανές – ο LHC έχει οβάλ σχήμα ενώ το Tevatron κυκλικό αλλά είναι μικρότερο – τα σωματίδια συνθλίβονται μαζί σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, αναδημιουργώντας έτσι το αρχέγονο χάος της ύλης, ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το Big Bang.

Το αποτέλεσμα αυτών των συγκρούσεων – και υπήρξαν τρισεκατομμύρια από αυτές – έχουν καταγραφεί στο δίσκο του υπολογιστή και μελετούνται από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο για την παρουσία οποιουδήποτε ίχνους του Higgs, ένα βασικό στοιχείο του Καθιερωμένου Προτύπου, καθώς και τυχόν νέων φαινομένων.

Οι επιστήμονες στο CERN συλλέγουν στοιχεία από τις συγκρούσεις με ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό, αλλά δεν έχουν ακόμη σημειώσει κάτι περισσότερο από ένα φευγαλέο υπαινιγμό ότι μπορεί να υπάρχουν.

"Το μποζόνιο Higgs μέχρι τώρα είναι άγνωστο και κανείς δεν ξέρει πραγματικά με τι θα μοιάζει”, έγραψε η Paulime Gagnon του CERN στο blog της.

"Αλλά αν υπάρχει, και αν είναι αυτό που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο, τότε ξέρουμε πώς να ρυθμίσουμε τις παγίδες για να το συλλάβουμε."

Από την πλευρά του CERN, ο Γερμανός γενικός διευθυντής φυσικός Rolf Heuer έχει δηλώσει ότι αναμένεται να υπάρξει ένα οριστικό συμπέρασμα -θετικό ή αρνητικό- για την ύπαρξη του σωματιδίου μέσα στο 2012, στο τέλος του οποίου ο ευρωπαϊκός επιταχυντής έχει προγραμματιστεί να κλείσει για ένα έτος, ώστε να προετοιμαστεί κατάλληλα για τις μελλοντικές συγκρούσεις σωματιδίων με διπλάσια ενέργεια και ταχύτητα από τη σημερινή.

Από την άλλη πάντως, ορισμένοι ερευνητές του CERN εκτιμούν ότι ο τεράστιος όγκος δεδομένων που συνεχώς συλλέγουν, θα τους επιτρέψει να φθάσουν σε ένα πρώτο συμπέρασμα για το αν υπάρχει ή όχι το μποζόνιο του Χιγκς, έως το τέλος του 2011.

[Captain Kerk]

συγνώμη δεν προλαβαίνω μετάφραση

 

Law-breaking particle at CERN exceeds the speed of light

 

http://www.washingtonpost.com/blogs/compost/post/law-breaking-particle-at-cern-exceeds-the-speed-of-light/2011/09/22/gIQAOIzKoK_blog.html

[Δροσος Γεωργιος]

Κλείνει, έπειτα από 25 χρόνια, ο αμερικανικός επιταχυντής Tevatron.

Tο κλείσιμο του επιταχυντή Tevatron στο εργαστήριο Fermilab σηματοδότησε και επίσημα το τέλος της αμερικανικής κυριαρχίας στη φυσική υψηλών ενεργειών.

Μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα των 6 χιλιομέτρων, οι τελευταίες δέσμες πρωτονίων και αντιπρωτονίων συγκρούστηκαν σε μια μεταλλική πλάκα λίγο μετά το μεσημέρι της Παρασκευής 30 Σεπτεμβρίου.

O Tevatron, κάποτε ο ισχυρότερος επιταχυντής του κόσμου, είχε πια ξεπεραστεί από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN, κάτω από τα σύνορα Γαλλίας και Ελβετίας.

Μετά την άρνηση του Κογκρέσου να διαθέσει τα 35 εκατ. δολάρια που απαιτούνταν για την παράταση της λειτουργίας του Tevatron έως το 2014, οι ερευνητές του Fermilab (Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή «Ενρίκο Φέρμι») θα στραφούν τώρα σε μικρότερα πειράματα.

«Τίποτα δεν παραμένει για πάντα στην αιχμή της επιστήμης» σχολίασε ο Πιέρ Οντόν, διευθυντής του Fermilab στο Μπατάβια του Ίλινοϊ. «Πρέπει τώρα να προχωρήσουμε σε τομείς της επιστήμης όπου μπορούμε να συμβάλλουμε» είπε.

Ο Tevatron αφήνει πίσω του μια πολύτιμη επιστημονική κληρονομιά, με σημαντικότερο ορόσημο την ανακάλυψη του top κουαρκ το 1995: είναι το βαρύτερο στοιχειώδες σωματίδιο που γνωρίζουμε ως σήμερα, το οποίο έχει μάζα όσο ένας πυρήνας χρυσού, συγκεντρωμένη όμως στον όγκο ενός πρωτονίου.

Στα δεδομένα που έχουν ήδη συλλέξει από τον επιταχυντή οι ερευνητές αναζητούν τώρα ενδείξεις για το μποζόνιο του Χιγκς, του οποίου η ανακάλυψη θα προσέθετε την τελευταία πινελιά στο Καθιερωμένο Μοντέλο της Σωματιδιακής Φυσικής.

Ακόμα όμως κι αν ανιχνευτούν ενδείξεις, η επιβεβαίωση της ανακάλυψης θα ήταν δουλειά του LHC.

Τα επόμενα πειράματα του Fermilab θα έχουν μικρότερο κόστος, όχι όμως και μικρότερη σημασία. Ένα από αυτά, με την ονομασία Minos, θα προσπαθήσει να επιβεβαιώσει ή να διαψεύσει τις πρόσφατες ενδείξεις για νετρίνα που ταξιδεύουν ταχύτερα από το φως.

Για να γίνει αυτό, μια δέσμη νετρίνων υψηλής έντασης θα ταξιδέψει από το Fermilab σε ένα ορυχείο της Μινεσότα 730 χιλιόμετρα μακριά.

Σε γενικές γραμμές, τα επόμενα προγράμματα του Fermilab θα εστιαστούν όχι στην αύξηση της ισχύος αλλά στην αύξηση της έντασης, δηλαδή στην αύξηση των σωματιδίων που παράγονται κάθε δευτερόλεπτο.

Παρόλα αυτά, αρκετοί από τους φυσικούς υψηλών ενεργειών που εργάζονταν στο Tevatron ετοιμάζουν τώρα βαλίτσες για το CERN.

[Δροσος Γεωργιος]

Στη μελέτη της αντιύλης και των αντιπρωτονίων στρέφεται το CERN.

Ξεκινά το νέο πείραμα «ΕLΕΝΑ» του CERN, για να μελετήσει τα αντιπρωτόνια και την αντιύλη. Η κατασκευή της ερευνητικής εγκατάστασης θα αρχίσει το 2013 και αναμένεται να έχει τεθεί σε λειτουργία έως το 2016, παράλληλα με τον υπάρχοντα επιβραδυντή αντιπρωτονίων του CERN.

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN) εγκαινιάζει ένα νέο πείραμα, που αποσκοπεί στο να παράγει σε μεγάλες ποσότητες αντιπρωτόνια, δηλαδή σωματίδια αντιύλης, και να τα «παγιδεύσει», έτσι ώστε μετά να τα μελετήσει με άνεση χρόνου. Το πείραμα, που θα εκτελεστεί σε μια νέα υπό κατασκευή εγκατάσταση και ονομάζεται ELENA (Extra Low Energy Antiproton Ring), προγραμματίζεται να παραδώσει τα πρώτα του αντιπρωτόνια υπερβολικά χαμηλής ενέργειας έως το 2016.

Ήδη μόλις πραγματοποιήθηκε στο CERN η εναρκτήρια συνάντηση με τη συμμετοχή επιστημόνων από τη Γαλλία, τη Γερμανία, τη Βρετανία, τη Δανία, τη Σουηδία, τις ΗΠΑ, τον Καναδά και την Ιαπωνία. Η επίτευξη της δημιουργίας αντιπρωτονίων με τη χαμηλότερη ενέργεια που έχει ποτέ επιτευχθεί, θα καταστήσει εφικτή την καλύτερη μελέτη της αντιύλης.

Το ELENA θα αποτελείται από ένα νέο μικρό κυκλικό επιβραδυντή (το αντίθετο ενός επιταχυντή), που θα επιβραδύνει τα αντιπρωτόνια μέχρι το ένα πεντηκοστό της τωρινής ενέργειάς τους, πράγμα που θα διευκολύνει σημαντικά την παγίδευσή τους. Η κατασκευή της ερευνητικής εγκατάστασης θα αρχίσει το 2013 και αναμένεται να έχει τεθεί σε λειτουργία έως το 2016, παράλληλα με τον υπάρχοντα επιβραδυντή αντιπρωτονίων του CERN.

Για «ένα σημαντικό βήμα στην φυσική της αντιύλης» έκαναν λόγο οι φυσικοί του CERN που ασχολούνται με την μελέτη των αντιπρωτονίων, των σωματιδίων που ανακαλύφθηκαν το 1955 και χάρη στα οποία ανακαλύφθηκαν στη συνέχεια, στη δεκαετία του ΄80, επίσης στο CERN, τα εξωτικά υποατομικά σωματίδια W και Ζ (όλες αυτές οι ανακαλύψεις οδήγησαν σε δύο βραβεία Νόμπελ).

Το CERN, που είναι πιο γνωστό για τον μεγάλο επιταχυντή του, ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του ΄90, έχει πετύχει την παγίδευση των πρώτων αντιπρωτονίων, πράγμα που οδήγησε σε ακριβείς συγκριτικές μετρήσεις μεταξύ πρωτονίων και αντιπρωτονίων. Το 1995 δημιουργήθηκαν στο ευρωπαϊκό ερευνητικό κέντρο τα πρώτα αντιάτομα, δηλαδή άτομα αντιύλης (συγκεκριμένα αντιυδρογόνου), ανοίγοντας το δρόμο για νέα πειράματα στην αντιύλη, ενώ πιο πρόσφατα παγιδεύτηκαν τα πρώτα άτομα αντιυδρογόνου. Στο μέλλον, σχεδιάζονται πειράματα που θα κάνουν λεπτομερείς συγκριτικές μετρήσεις των ατόμων υδρογόνου και αντιυδρογόνου, ενώ θα μετρηθεί και η επίδραση της βαρύτητας στα αντιπρωτόνια.

Η αντιύλη είναι το «δίδυμο αδελφάκι» της κανονικής ύλης, καθώς για κάθε κανονικό υποατομικό σωματίδιο θεωρείται ότι υπάρχει ένα αντίστοιχο αντισωματίδιο με ίση μάζα και αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Όταν ένα σωματίδιο ύλης και ένα σωματίδιο αντιύλης συναντιούνται, εξαϋλώνονται και τα δύο, παράγοντας καθαρή ενέργεια. Όσο πιο αργά κινούνται τα σωματίδια αντιύλης (πράγμα που ακριβώς θα επιδιώξει ο επιβραδυντής ELENA), τόσο περισσότερο μπορούν να τα παγιδεύσουν οι επιστήμονες, προτού αυτά έρθουν σε επαφή με την κανονική ύλη και εξαφανιστούν.

Η έρευνα στην αντιύλη, εκτός από την εμβάθυνση στα μυστήρια του σύμπαντος, μεταξύ άλλων, ελπίζεται ότι θα προσφέρει νέες δυνατότητες στη θεραπεία του καρκίνου.

[Δροσος Γεωργιος]

Σχεδιάζεται ο «Ονειρεμένος Επιταχυντής»

Ο International Linear Collider (ILC) θα είναι ο πιο ισχυρός επιταχυντής στον κόσμο.

Ολοκληρώθηκε η συνάντηση των κορυφαίων φυσικών στον κόσμο που πραγματοποιήθηκε στο Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας (το γνωστό CERN) και είχε ως αντικείμενο την οργάνωση και σχεδιασμό της κατασκευής ενός νέου επιταχυντή ακόμη πιο ισχυρού από εκείνους που υπάρχουν σήμερα.

Επί τέσσερις μέρες οι επιστήμονες μελετούσαν το πώς θα επιτευχθεί η κατασκευή του International Linear Collider (ILC) ο οποίος έχει ονομαστεί «Ονειρική Μηχανή» αφού όπως πιστεύουν οι ειδικοί θα φέρει επανάσταση στην έρευνα για την προέλευση του Κόσμου.

Οι γραμμικές έρευνες

Ο Διεθνής Γραμμικός Επιταχυντής Σωματιδίων (ILC) θα είναι μια μηχανή μήκους 50 χιλιομέτρων περίπου, που περιλαμβάνει δύο τεράστιους επιταχυντές που θα επιταχύνουν ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια σε ταχύτητες παραπλήσιες του φωτός προτού συγκρουστούν μεταξύ τους.

Τα αποτελέσματα από αυτές τις συγκρούσεις είναι πιθανό να φωτίσουν ορισμένα από τα πιο μεγάλα κοσμικά μυστήρια όπως το αν υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις ή πώς ξεκίνησε και εξελίχθηκε η λεγόμενη Μεγάλη Έκρηξη από την οποία σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία δημιουργήθηκε το Σύμπαν.

Η συνάντηση των φυσικών στο CERN έγινε στην σκιά της διακοπής της λειτουργίας του πρώτου μεγάλου επιταχυντή σωματιδίων, του Tevatron, που βγήκε στην...σύνταξη μετά από 26 χρόνια εργασίας στο Εθνικό Εργαστήριο Fermilab στις ΗΠΑ. Έτσι πλέον ο μόνος ισχυρός επιταχυντής που έχουν στην διάθεση τους οι επιστήμονες για να πραγματοποιήσουν σύνθετες και πολύπλοκες έρευνες είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN.

Οι διαφορές

Στον LHC συγκρούονται μεταξύ τους πρωτόνια με στόχο την ανακάλυψη νέων σωματιδίων αλλά η όλη διαδικασία παράγει επιπλέον και «άχρηστη» ύλη η οποία σε πολλές περιπτώσεις κρύβει στοιχεία και λεπτομέρειες των πειραμάτων.

Ο ILC, αν τελικά κατασκευαστεί, θα είναι ένα μηχάνημα που θα παράγει απόλυτα «καθαρά» αποτελέσματα. Οι επιταχυντές θα ρίχνουν 10 δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια το ένα πάνω στον άλλο κάθε δευτερόλεπτο. Σύμφωνα με τον σχεδιασμό ο ILC θα έχει αρχικά μήκος 36 χιλιομέτρων (18 χιλιόμετρα κάθε επιταχυντής) και θα αναπτυχθεί σταδιακά στα 50 χιλιόμετρα.

Τα εμπόδια

Δύο είναι τα βασικά προβλήματα για την κατασκευή του ILC. Το ένα έχει να κάνει με το κόστος του το οποίο αν ξεκινούσε σήμερα να κατασκευάζεται εκτιμάται ότι θα άγγιζε τα 7 δις. δολάρια. Μέχρι στιγμής η διεθνής ομάδα επιστημόνων που ασχολείται με το εγχείρημα δεν έχει καταφέρει να βρει σοβαρή χρηματοδότηση.

Το δεύτερο πρόβλημα είναι ότι δεν έχει αποφασισθεί το που θα κατασκευαστεί. Οι ΗΠΑ και η Μ.Βρετανία είναι οι δύο χώρες που έχουν τις απαραίτητες υποδομές για να γίνει εκεί η εγκατάσταση. Σύμφωνα με το πλάνο που έχει εκπονηθεί, η χώρα που θα φιλοξενήσει το ILC θα πρέπει να καταβάλει και το μεγαλύτερο μερίδιο της κατασκευής του κάτι που ειδικά στην σημερινή συγκυρία δεν είναι εύκολο να αποφασισθεί από οποιαδήποτε κυβέρνηση.

Οι προετοιμασίες και οι σχεδιασμοί θα ολοκληρωθούν στο τέλος του 2012. Αν όλα πάνε καλά, λυθούν τα προβλήματα και ξεκινήσει άμεσα η κατασκευή του, οι ειδικοί εκτιμούν ότι ο ILC θα μπορεί να μπει σε λειτουργία μέσα σε διάστημα 5-8 ετών.

[Δροσος Γεωργιος]

Βρέθηκαν ίχνη του μποζόνιου Χιγκς.

Δύο ξεχωριστά πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων του CERN εντόπισαν ίχνη του μποζόνιου Χιγκς, του πιο περιζήτητου σωματιδίου στη φυσική, το οποίο αναμένεται να λύσει το γρίφο της ύπαρξης μάζας στην ύλη. Προς το παρόν, οι φυσικοί αποφεύγουν να κάνουν βαρύγδουπες δηλώσεις, όμως νέα στοιχεία από δύο πειράματα στον γιγαντιαίο επιταχυντή LHC υπαινίσσονται κάτι ασυνήθιστο - και αυτό θα μπορούσε να είναι το πιο περιζήτητο σωματίδιο στην φυσική.

Ερευνητές στον επιταχυντή LHC του CERN υποστηρίζουν πως μπορεί να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη του μποζόνιου Χιγκς σε μερικούς μήνες.

Τόσο ο «Ατλας» όσο και ο ανιχνευτής CMS βλέπουν ένα σπάνιο πλεόνασμα αλληλεπιδράσεων σε μια εμβέλεια μεταξύ 130 και 150 γιγαηλεκτροβόλτ (η ενέργεια και η μάζα χρησιμοποιούνται εναλλακτικά στη σωματιδιακή φυσική).

Τα αποτελέσματα δεν είναι ακόμα ξεκάθαρα, όμως οι φυσικοί πιστεύουν πως μπορεί να είναι η πρώτη ένδειξη για την ύπαρξη του σωματιδίου Χιγκς, που πιστεύεται πως ευθύνεται για την ύπαρξη μάζας στα υπόλοιπα σωματίδια. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στις 22 Ιουλίου σε ένα επιστημονικό συνέδριο που έγινε στην Γκρενόμπλ της Γαλλίας.

Οι φυσικοί, που είναι εξοικειωμένοι με τα πειράματα, συνιστούν επιφυλακτικότητα. Παρά τα νέα δεδομένα βρισκόμαστε ακόμα μακριά από κάποια ανακάλυψη, λέει ο Μάθιου Στράσλερ, θεωρητικός φυσικός στο Rutgers University του Νιού Τζέρσεϊ.

«Είναι δελεαστικό να προχωράμε σε πανηγυρικές δηλώσεις, αλλά δεν έχει έρθει ακόμα η ώρα».

Από την πρόβλεψή του το 1964, το μποζόνιο Χιγκς θεωρείται το «Ιερό Δισκοπότηρο» της φυσικής. Το σωματίδιο είναι κομμάτι ενός μηχανισμού που δίνει μάζα σε όλα τα άλλα σωματίδια. Το βασικό μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, που έχει επαληθευθεί με εκπληκτική ακρίβεια, προϋποθέτει την ύπαρξη του μποζόνιου Χιγκς (ή κάτι αντίστοιχου) για να ενοποιήσει την ασθενή πυρηνική δύναμη, που ρυθμίζει την πυρηνική διάσπαση, και την ηλεκτρομαγνητική δύναμη, που διέπει τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό και το φως.

Για να εντοπίσουν το Χιγκς, οι επιστήμονες έχουν χτίσει τον επιταχυντή LHC - ένα τούνελ 27 χιλιομέτρων στο πειραματικό κέντρο CERN κοντά στη Γενεύη. Ο LHC επιταχύνει πρωτόνια κοντά στην ταχύτητα του φωτός και μετά τα οδηγεί σε σύγκρουση μεταξύ τους. Οι συγκρούσεις αυτές μπορούν να δημιουργήσουν για ένα μικρό χρονικό διάστημα βαρύτερα σωματίδια. Αυτά μετά διασπώνται σε έναν «καταρράκτη» ελαφρύτερων σωματιδίων που ανιχνεύονται από ειδικούς σένσορες.

Οι δύο μεγαλύτεροι ανιχνευτές, ο «Ατλας» και ο CMS, εντόπισαν ένα πλεόνασμα ελαφρύτερων σωματιδίων σε μία εμβέλεια μεταξύ 130 και 150 GeV. Αυτή είναι η ακριβής εμβέλεια στην οποία κάποιοι φυσικοί πίστευαν πως υπάρχει το σωματίδιο Χιγκς.

Για μεγάλο μέρος της αύξησης των σωματιδίων φαίνεται να ευθύνεται η διάσπαση των μποζόνιων W. Τα μποζόνια W βοηθούν στο μετριασμό της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, και η θεωρία λέει πως το Χιγκς μπορεί μερικές φορές να διασπαστεί σε δύο μποζόνια W.

Και τα δύο πειράματα βρήκαν έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό ζευγών W. Ομως δεν υπάρχει αρκετά μεγάλο δείγμα αλληλεπιδράσεων για να μπορούν οι επιστήμονες να είναι βέβαιοι. Επίσης, ο τρόπος που τα ίδια τα σωματίδια W διασπώνται σημαίνει πως δεν μπορούν να μας δώσουν έναν ακριβή αριθμό της μάζας του Χιγκς.

Μέσα στους επόμενους μήνες αναμένονται πολλές εξελίξεις. Αυτή τη στιγμή στο πειραματικό κέντρο «γίνεται χαμός», υποστηρίζει ο Βίβεκ Σάρμα, ένας ερευνητής από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, που είναι επικεφαλής της έρευνας για το Χιγκς στο CMS.

«Είμαστε όλοι ενθουσιασμένοι», λέει. «Εργαζόμαστε πάνω σε αυτό εδώ και 20 χρόνια και τώρα σε μερικούς μήνες θα γνωρίζουμε την απάντηση».

[Δροσος Γεωργιος]

Το CERN επισκέφθηκαν 40 μαθητές από τις Σέρρες.

Την ευκαιρία να δούνε από κοντά το μεγαλύτερο Ερευνητικό Κέντρο της Ευρώπης, το CERN, στη Γενεύη, είχαν 40 Σερραίοι μαθητές του 4ου Γενικού Λυκείου Σερρών και πέντε εκπαιδευτικοί που τους συνόδευαν. Οι Σερραίοι μαθητές και εκπαιδευτικοί βρέθηκαν στο CERN της Γενεύης της Ελβετίας από τις 2 έως 8 Οκτωβρίου, έπειτα από δική τους πρωτοβουλία να αποστείλουν αίτηση επίσκεψης στο ερευνητικό κέντρο, η οποία έγινε αποδεκτή.

Μαθητές και συνοδοί καθηγητές, κατά τη διήμερη, ουσιαστικά, επίσκεψή τους στο CERN είχαν την ευκαιρία όχι μόνο να ξεναγηθούν και να δούνε από κοντά τον μεγαλύτερο επιταχυντή του κόσμου τον πελώριο Super Proton Synchroton (SPS), αλλά και να συμμετέχουν σε πειράματα επιστημόνων.

«Ήταν μία συγκλονιστική εμπειρία για τους μαθητές του 4ου Λυκείου Σερρών αλλά και τους καθηγητές που τους συνόδευαν» επισημαίνει μεταξύ άλλων, ο Μ. Αλιβράντης, ένας από τους συνοδούς καθηγητές και εμπνευστής της ιδέας της επισκέψεως στο CERN, ο οποίος προσθέτει ότι «οι μαθητές, πολλοί εκ των οποίων δεν είχαν επισκεφθεί ποτέ μία ευρωπαϊκή χώρα, έμειναν έκπληκτοι όταν βρέθηκαν στο μεγαλύτερο πειραματικό κέντρο ερευνών σωματιδιακής φυσικής στον κόσμο».

Κατά την άφιξή τους στο CERN, τους περίμεναν Έλληνες επιστήμονες, οι οποίοι ιδιαίτερα συγκινημένοι τους ξενάγησαν στο CERN , ενώ παράλληλα στο πειραματικό εργαστήριο, το γνωστό «Μικρόκοσμο» τους έδωσαν την ευκαιρία να συμμετέχουν σε εργαστήρια και διαδραστικά πειράματα.

«Τους λύθηκαν πολλές απορίες για τη δημιουργία του σύμπαντος» λέει ο καθηγητής φυσικής Μ. Αλιβράντης και επισημαίνει «το σημαντικότερο είναι πως οι μαθητές έζησαν για πρώτη φορά τη σημασία της ομαδικότητας και του κοινού στόχου που έχουν οι χιλιάδες επιστήμονες που εργάζονται στο CERN».

Τα έξοδα του επιμορφωτικού αυτού ταξιδιού τα οποία ανερχόταν στα 442 ευρώ το άτομο, τα κάλυψαν οι ίδιοι οι μαθητές με τη συμμετοχή του Συλλόγου Γονέων και Κηδεμόνων του 4ου Λυκείου, χωρίς την οικονομική συμμετοχή οποιοδήποτε εμπλεκόμενου φορέα.

To CERN (Organisation Europeenne pour la Recherche Nucleaire (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών), ιδρύθηκε στη Γενεύη της Ελβετίας το 1954, από 12 ευρωπαϊκές χώρες μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα και θεωρείται από τους πρώτους οργανισμούς της διευρωπαϊκής ένωσης και συνεργασίας.

Το ανθρώπινο δυναμικό στο CERN απαρτίζεται από περισσοτέρους από 3.000 μόνιμους εργαζόμενους και περίπου 6.500 επιστήμονες και μηχανικούς που εκπροσωπούν 500 πανεπιστήμια και 80 διαφορετικές εθνικότητες.

Βρίσκεται δυτικά της Γενεύης, στα σύνορα Ελβετίας και Γαλλίας. Σήμερα, απαρτίζεται όχι μόνο από τα κράτη-μέλη της ΕΕ που είναι τα βασικά μέλη, αλλά ταυτόχρονα συμμετέχουν ενεργά οι ΗΠΑ, Ινδία, Ισραήλ, Ρωσία, Ιαπωνία, Τουρκία και η UNESCO.

 

 

Το μποζόνιο Χιγκς στο κινητό σας!Εφαρμογή Android προσφέρει ζωντανή αναμετάδοση των ερευνών στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

Ενδιαφέρεστε για τα όσα συμβαίνουν μέσα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN στη Γενεύη και θα θέλατε όσο τίποτε άλλο να μπορούσατε να κρυφοκοιτάζατε επάνω από τον ώμο των ερευνητών που αναζητούν το ασύλληπτο μποζόνιο Χιγκς; Τώρα μπορείτε να το κάνετε από το έξυπνο κινητό τηλέφωνό σας χάρη σε μια εφαρμογή που κυκλοφόρησε στο Android Market.

Το LHSee _

http://www2.physics.ox.ac.uk/about-us/outreach/public/lhsee

λογοπαίγνιο με τα αρχικά LHC του επιταχυντή _ αναπτύχθηκε από ερευνητές του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης σε συνεργασία με τους ερευνητές του ATLAS, ενός από τα πειράματα που διεξάγονται για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς. Στόχος του είναι να κάνει τον Μεγάλο Επιταχυντή προσιτό στο ευρύ κοινό φέρνοντάς τον στις οθόνες όσων διαθέτουν ένα έξυπνο κινητό ή μια ταμπλέτα που λειτουργεί με το σύστημα Android.

Συγκρούσεις ατόμων ζωντανά

Το πρόγραμμα, το οποίο σχεδιάστηκε από τον φυσικό Κρίστοφερ Μπόντι του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης έτσι ώστε να απευθύνεται τόσο στους ειδικούς όσο και στους μη ειδικούς, έχει αποσπάσει ήδη ιδιαίτερα θετικές κριτικές. Εκτός του ότι παρέχει _ σε απλά αγγλικά _ ενδελεχείς πληροφορίες για τον επιταχυντή και τα πειράματα που διεξάγονται σε αυτόν, διαθέτει _ ως μεγάλο «ατού» _ μια λειτουργία «Stream 3D Events» η οποία προσφέρει μια τρισδιάστατη άποψη, σε πραγματικό χρόνο, των όσων διαδραματίζονται μέσα στον LHC.

Για πρώτη φορά μπορείτε να παρακολουθήσετε ζωντανά τις συγκρούσεις των ατόμων οι οποίες μεταφέρονται από τους υπόγειους ανιχνευτές του CERN απευθείας στην οθόνη του κινητού σας. Ολες οι εικόνες και οι εκπαιδευτικές πληροφορίες είναι διαδραστικές ενώ _ για παιδιά αλλά και μεγάλους _ υπάρχουν πολλά κινούμενα γραφικά.

Ως «κερασάκι στην τούρτα» το παιχνίδι «Πιάστε το μποζόνιο Χιγκς» (Hunt the Higgs Boson) σας προσφέρει μια διαδραστική γεύση των ερευνών που διεξάγονται για τον εντοπισμό του «σωματιδίου του Θεού».

[Δροσος Γεωργιος]

Για το 2012 μετατίθεται η εύρεση του μποζονίου του Χιγκς.

Για το 2012 μετατίθεται η εύρεση του μποζονίου του Χιγκς, του λεγόμενου και «σωματιδίου του Θεού», καθώς με το τέλος του Οκτωβρίου τερματίστηκαν και οι συγκρούσεις πρωτονίων του επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) και θα αρχίσουν πάλι του χρόνου τον Μάρτιο.

Οι φυσικοί του ερευνητικού κέντρου στη Γενεύη, σύμφωνα με το «Nature», δηλώνουν αισιόδοξοι ότι το αργότερο έως το τέλος του 2012 τα πειράματα ATLAS και CMS θα έχουν πλέον συλλέξει αρκετά δεδομένα για να πουν με βεβαιότητα αν το σωματίδιο-φάντασμα όντως υπάρχει ή όχι (οπότε η σύγχρονη Φυσική μπαίνει σε μπελάδες). Μάλιστα πιστεύουν ότι στα στοιχεία που έχουν ήδη συλλεχθεί, υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις για την ύπαρξη ή όχι του σωματιδίου, πρέπει όμως να αναλύσουν εξονυχιστικά έως την αρχή του 2012 τα δεδομένα για να διαμορφώσουν καλύτερη άποψη.

Οι ερευνητές έχουν ορισμένα στοιχεία ότι το σωματίδιο υπάρχει και ότι έχει μάζα περίπου 120 γιγαηλεκτρονιοβόλτ.

Ήδη τα πειράματα έχουν αποκλείσει, με σχετικά μεγάλη βεβαιότητα, ότι το «Χιγκς» (το οποίο προσδίδει μάζα σε όλα τα άλλα σωματίδια της ύλης, γι' αυτό η ανακάλυψή του θεωρείται κομβικής σημασίας) έχει μάζα μεταξύ 145 και 400 γιγαηλεκτρονιοβόλτ, ενώ ήδη από παλαιότερα -από τον προκάτοχο του επιταχυντή αδρονίων του CERN, τον μεγάλο επιταχυντή ηλεκτρονίων ποζιτρονίων) έχει αποκλειστεί ότι το σωματίδιο μπορεί να έχει μάζα κάτω από 114 γιγαηλεκτρονιοβόλτ.

Συνεπώς έχει «στενέψει» κατά πολύ το εύρος μάζας μέσα στο οποίο μπορεί να βρεθεί το σωματίδιο, καθώς σχεδόν σίγουρα το «Χιγκς», αν υπάρχει, έχει μάζα μεταξύ των 114 και 145 γιγαηλεκτρονιοβόλτ. Οριστική απάντηση -θετική ή αρνητική- αναμένεται να δοθεί του χρόνου.Πάντως, πέρα από τη δυσκολία εύρεσης του μποζονίου του Χιγκς, οι μέχρι τώρα συγκρούσεις σωματιδίων στο CERN δεν υποδηλώνουν την ύπαρξη νέων δεδομένων για την Φυσική, που να μην περιλαμβάνονται στο επικρατούν ''Καθιερωμένο Πρότυπο'' (Standard Model), όπως π.χ. η υπερσυμμετρία, μια ομάδα θεωριών που υποστηρίζουν ότι κάθε υποατομικό σωματίδιο συνοδεύεται από ένα εξωτικό -αόρατο μέχρι στιγμής- ''αδελφάκι''.

Αρκετοί φυσικοί τείνουν πια να πιστέψουν ότι, λόγω έλλειψης πειραματικής απόδειξης, η υπερσυμμετρία είναι λανθασμένη.

Εξάλλου, άρχισε πριν λίγες μέρες η επανάληψη του πειράματος μέτρησης της ταχύτητας του νετρίνο, για να επιβεβαιωθεί ή να απορριφθεί η ανακοίνωση των ευρωπαίων επιστημόνων του πειράματος OPERA, στις 23 Σεπτεμβρίου, ότι το συγκεκριμένο σωματίδιο ταξιδεύει οριακά ταχύτερα από το φως, κάτι που -αν όντως επαληθευθεί- θα φέρει επανάσταση στην Φυσική, ανατρέποντας το οικοδόμημα του Αϊνστάιν.

Όπως δήλωσε ο έλληνας φυσικός Σταύρος Κατσανέβας, αναπληρωτής διευθυντής στο Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής της Γαλλίας, τα νέα τεστ, τα οποία εφαρμόζουν διαφορετική μέθοδο μέτρησης της ταχύτητας των σωματιδίων που ταξιδεύουν από το CERN έως το υπόγειο εργαστήριο του Γκραν Σάσο στην Κεντρική Ιταλία, σε μια απόσταση περίπου 732 χλμ., θα δείξουν αν έχουν βάση οι κριτικές άλλων επιστημόνων ότι η πρώτη μέτρηση βασίστηκε σε στατιστικό λάθος.

Σύμφωνα με τον ελληνικής καταγωγής επιστήμονα, το CERN θα εκπέμψει ξανά τα πρωτόνια, που στην πορεία μετατρέπονται εν μέρει σε νετρόνια, έως τις 6 Νοεμβρίου.

Αυτή τη φορά θα επιδιωχθεί να μετρηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια ο χρόνος ταξιδιού κάθε επιμέρους νετρίνο.

[Δροσος Γεωργιος]

Ο επιταχυντής LHC πρόκειται να εξετάσει τις συνθήκες του πρώιμου σύμπαντος με μια πρωτοφανή λεπτομέρεια.

Ο επιταχυντής LHC επί τέσσερις εβδομάδες θα αναπαραγάγει σχολαστικά τις συνθήκες του πρώιμου σύμπαντος, με τη μεγαλύτερη λεπτομέρεια που έγινε ποτέ, καθώς χρειάζεται ένα διάλειμμα από το κυνήγι για το μποζόνιο Higgs.

Η κύρια δραστηριότητα του LHC για το 2011, όπου συγκρούονται δέσμες πρωτονίων, έλαβε τέλος, όπως είχε προγραμματιστεί στις 30 Οκτωβρίου. Το πείραμα τώρα θα παράγει περίπου έξι αντίθετες συγκρουόμενες δέσμες διάρκειας 10-15 sec, περίπου τριπλάσιες από αυτές που χρησιμοποιήθηκαν τελευταία, ψάχνοντας για το μποζόνιο Higgs.

Καθώς μερικοί ερευνητές ξεκίνησαν να αναλύουν τα νέα δεδομένα, ο LHC κάνει στροφή για να δημιουργήσει συγκρουόμενες δέσμες ιόντων μολύβδου για τέσσερις εβδομάδες, ξεκινώντας στις 5 Νοεμβρίου.

Αυτές οι συγκρούσεις παράγουν θύλακες εξαιρετικά πυκνές και καυτής ύλης, αναδημιουργώντας έτσι τις συνθήκες στις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Οι έως τώρα συγκρούσεις ιόντων μολύβδου στον LHC έδειξε ενδείξεις ότι δημιουργήθηκε πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων, μια εξωτική κατάσταση της ύλης στην οποία τα κουάρκ – που κανονικά δεσμεύονται σε ζεύγη ή τριάδες μέσα στα μεσόνια και βαρυόνια – έχουν τη δυνατότητα να περιπλανηθούν ελεύθερα. Το φαινόμενο έχει ήδη παρατηρηθεί στο Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων στο Brookhaven της Νέας Υόρκης, αλλά οι υψηλής ενέργειας συγκρούσεις του LHC προεξοφλούν ότι θα προκύψουν υψηλότερες θερμοκρασίες.

“Βασικά, θα έρθουμε πιο κοντά στη στιγμή του Big Bang", λέει ο φυσικός Greg Landsberg του Πανεπιστημίου Brown του Ρόουντ Άιλαντ, και συντονιστής για τον ανιχνευτή CMS, έναν από τους δύο κύριους ανιχνευτές του LHC.

Οι πειραματιστές ελπίζουν ότι θα πάρουν 10-πλάσια δεδομένα από αυτά του 2010, που θα τους επιτρέπει να ερευνήσουν το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων με περισσότερες λεπτομέρειες. Θέλουν την καλύτερη απόδειξη για πώς η συμπεριφορά της ύλης αλλάζει με θερμοκρασίες κοντά στην κατάσταση του πλάσματος κουάρκ-γκλουονίων.

Αυτοί θα προσπαθήσουν επίσης να βάλουν πρωτόνια να συγκρούονται με ιόντα μολύβδου, κάτι που ποτέ πριν δεν έγινε γίνει στον LHC. Αυτές οι συγκρούσεις είναι καθαρότερες από εκείνες που αφορούν ζεύγη ιόντων μολύβδου. Τα δεδομένα δε θα μπορούσαν να είναι ένα χρήσιμο σημείο αναφοράς όταν θα προσπαθούν να ερμηνεύσουν τις συγκρούσεις ιόντων μολύβδου-μολύβδου.

Τέλος, ο LHC αφού κλείσει στις αρχές Δεκεμβρίου, στη συνέχεια θα ανοίξει ξανά το Μάρτιο του 2012 για τις συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων, σε μια ενδεχομένως ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια από τα 8 TeV, σε σύγκριση με τα 7 TeV φέτος, λέει ο Landsberg.

Η υψηλότερη ενέργεια θα βελτιώσει την ευαισθησία για το μποζόνιο κατά 30 τοις εκατό περίπου, και θα βοηθήσει ώστε να αποκαλυφθούν επίσης σημάδια της υπερσυμμετρίας, την επέκταση του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.

[Δροσος Γεωργιος]

Ενας μικρός, μέγας κόσμος στην Ελληνογερμανική Αγωγή.Εκπαιδευτική έκθεση από τις 16 Νοεμβρίου φιλοξενεί επιταχυντή ανδρονίων.

Πώς ήταν οι συνθήκες που επικρατούσαν κλάσματα του δευτερολέπτου μετά από τη Μεγάλη Εκρηξη που γέννησε το Σύμπαν; Την απάντηση δίνει ο LHC, ο μεγάλος επιταχυντής ανδρονίων που τις αναπαράγει και χρησιμοποιείται για ερευνητικούς και επιστημονικούς σκοπούς.

Από τις 10 Νοεμβρίου ένα μοντέλο του LHC υπό κλίμακα φιλοξενείται στους χώρους της Ελληνογερμανικής Αγωγής

δίνοντας μια εικόνα στους μαθητές για το πως οι ερευνητές ελπίζουν να βρουν κάποιες απαντήσεις σε μια σειρά από θεμελιώδη, αλλά ακόμη αναπάντητα, ερωτήματα της Φυσικής.

Ο συγκεκριμένος, ισχυρός και περίπλοκος επιταχυντής σωματιδίων αποτελεί μέρος της έκθεσης «Αυτός ο Κόσμος ο μικρός, ο Μέγας» που ξεναγεί τον επισκέπτη στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Ερευνας (CERN).

Η επίσημη παρουσίαση της έκθεσης στο κοινό θα γίνει την Τετάρτη 16 Νοεμβρίου (ώρα 7 μ. μ.).

Θα μιλήσουν οι καθηγητές δρ Πέτρος Ραπίδης, Εθνικός Εκπρόσωπος της Ελλάδας στο CERN, Εμμανουήλ Τσεσμελής, μέλος του Διευθυντηρίου του CERN και Χριστίνα Κουρκουμέλη, καθηγήτρια Πανεπιστημίου Αθηνών, ενώ θα ακολουθήσει συζήτηση, την οποία θα συντονίσει η δημοσιογράφος Μαρία Παπουτσάκη.

Το CERN, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών, αποτελεί το μεγαλύτερο πειραματικό κέντρο ερευνών σωματιδιακής φυσικής στον κόσμο. Ιδρύθηκε στη Γενεύη το 1954 από 12 ευρωπαϊκές χώρες μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα. Σήμερα απασχολεί 3.000 εργαζόμενους, ενώ 6.500 επιστήμονες και μηχανικοί δουλεύουν στα πειράματα που διεξάγονται στις μοναδικές στον κόσμο εγκαταστάσεις του.

Η έκθεση ενημερώνει τον επισκέπτη για τα τέσσερα βασικά πειράματα στον LHC, τα παράπλευρα τεχνολογικά οφέλη της έρευνας, για τη λειτουργία του CERN και την ελληνική συμμετοχή στον οργανισμό. Η φιλοξενία της έκθεσης για πρώτη φορά σε σχολικό περιβάλλον φιλοδοξεί να βοηθήσει την εκπαιδευτική κοινότητα να κατανοήσει τις βασικές αρχές λειτουργίας του επιταχυντή, παρουσιάζοντας στους μαθητές τη διαδικασία της επιστημονικής μεθοδολογίας δίνοντάς τους μάλιστα την ευκαιρία να επεξεργαστούν - μέσω μίας σειράς διαδραστικών εφαρμογών και εργαλείων - πραγματικά δεδομένα από τα πειράματα που εκτελούνται στο CERN.

Κατά τη διάρκεια της έκθεσης που θα ολοκληρωθεί στις 27 Νοεμβρίου 2011 θα διοργανωθούν σεμινάρια για τους εκπαιδευτικούς.

Η είσοδος στην έκθεση θα είναι ελεύθερη, ενώ μαθητές και εκπαιδευτικοί θα ξεναγούνται σε αυτή στο πλαίσιο καθορισμένων εκπαιδευτικών επισκέψεων. Περισσότερες πληροφορίες και ενημερωτικό και εκπαιδευτικό υλικό για την έκθεση διατίθεται στην ιστοσελίδα

http://cern.ea.gr/

[Δροσος Γεωργιος]

Μεγάλη ανατροπή στη Φυσική από τον LHC.

Η πρώτη, ή τουλάχιστον η ακριβέστερη, πιθανή απόδειξη της ασυμμετρίας ύλης-αντιύλης επετεύχθη σε ένα από τα πειράματα που διεξάγονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη.

Τα νέα αποτελέσματα θα βοηθήσουν τους ειδικούς στην αναζήτηση μιας ερμηνείας του γιατί η ύλη – και όχι η αντιύλη – επικρατεί στο Σύμπαν.

Παράλληλα όμως εμπεριέχουν ένα «αγκάθι» καθώς δεν φαίνονται να συμφωνούν με αυτά που προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής.

Στα γοητευτικά κουάρκ.

Ερευνητές του πειράματος LHCb (γνωστό και ως «πείραμα Beauty») ανακοίνωσαν στο Συμπόσιο του Επιταχυντή Αδρονίων στο Παρίσι ότι η παραβίαση CP εμφανίζεται στα συγκεντρωτικά αποτελέσματά τους από τις μετρήσεις της συχνότητας διάσπασης διονίων και αντιδιονίων να αγγίζει την τιμή του 0,8% – αισθητά μεγαλύτερη από το μέγιστο 0.1% που προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Αν και το πείραμα Beauty, όπως λέει και το όνομά του, είχε οργανωθεί αρχικά για τη μελέτη των πυθμένιων (ή beauty) κουάρκ, οι διοργανωτές του αποφάσισαν πριν από έναν χρόνο να το επεκτείνουν στα γοητευτικά (ή μαγευτικά) κουάρκ. Οι μετρήσεις που ανακοινώθηκαν στο συμπόσιο από τον φυσικό Μάθιου Τσαρλς προκύπτουν από την ανάλυση όλων των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν σε αυτό το διάστημα.

«Παρατηρήσαμε τους τρόπους διάσπασης του ουδέτερου διονίου ή D0 ενός σωματιδίου που αποτελείται από ένα γοητευτικό κουάρκ συν ένα πάνω αντικουάρκ. Συγκεκριμένα μελετήσαμε και συνδυάσαμε τις συχνότητες διάσπασης του D0 και του αντισωματιδίου του» εξήγησε ο Πιερλουΐτζι Καμπάνα, εκπρόσωπος του LHCb.

Τιμή μεγαλύτερη από την προβλεπόμενη.

Όπως διευκρίνισε ο φυσικός, σύμφωνα με τη θεωρία του Καθιερωμένου Μοντέλου οι ερευνητές θα έπρεπε να δουν ότι η τιμή της παραμέτρου Δέλτα ΑCP, η οποία σχετίζεται με τις ιδιότητες της ύλης και της αντιύλης και υπολογίζεται με βάση αυτές τις συχνότητες διάσπασης, είναι μικρότερη από 0,1%. Το αποτέλεσμα στο οποίο κατέληξαν ήταν όμως εντελώς διαφορετικό.

«Διαπιστώσαμε ότι η Δέλτα ACP είναι περίπου 0.8% αντί του προβλεπόμενου0,1%. Αν και η ακριβής αξιολόγηση διαδικασιών που αφορούν τα γοητευτικά κουάρκ είναι δύσκολη, η παράμετρος Δέλτα ΑCP φαίνεται ότι είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι περιμέναμε» τόνισε ο κ. Καμπάνα.

Αλλα πειράματα που έχουν γίνει στο παρελθόν, κυρίως στον επιταχυντή του Εθνικού Εργαστηρίου Φέρμι των Ηνωμένων Πολιτειών, έχουν υπολογίσει την παραβίαση CP περίπου στο 0,1%, με ένα περιθώριο λάθους που σήμαινε ότι το αποτέλεσμα θα μπορούσε να ταιριάζει με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Μοντέλου.

Περιθώριο λάθους 0,5%

Τα πειράματα του LHCb χαρακτηρίζονται όμως από πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Ως τώρα οι ερευνητές έχουν αναλύσει το 60% των δεδομένων που κατέγραψαν τα πειράματα, γεγονός το οποίο προσδίδει στα αποτελέσματά τους μια στατιστική βεβαιότητα «3,5 σίγμα» – η πιθανότητα δηλαδή οι υπολογισμοί τους να οφείλονται στην τύχη είναι μικρότερη του 0,5%.

Η ολοκλήρωση της ανάλυσης θα δείξει αν θα επιτευχθεί η «απόλυτη» βεβαιότητα των «5 σίγμα», η οποία θα προσδώσει και την «τυπική» σφραγίδα στη νέα ανακάλυψη. Ηδη πάντως οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν αρχίσει να εξετάζουν τα απρόσμενα αποτελέσματα ενώ οι υπεύθυνοι του προγράμματος δηλώνουν ότι θα επιστρατεύσουν όλα τα μέσα ώστε να «σιγουρέψουν» τα δεδομένα τους.

«Σκοπεύουμε να ολοκληρώσουμε την ανάλυση αλλά επίσης να διεξαγάγουμε ανεξάρτητους ελέγχους χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις και στρατηγικές» τόνισε ο κ. Καμπάνα.

[Δροσος Γεωργιος]

Αναβαθμίζεται ο επιταχυντής του CERN

Έως δέκα φορές, σε σχέση με τις σημερινές δυνατότητές του, θα αυξηθούν οι ικανότητες του μεγάλου επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) με την εντυπωσιακή αναβάθμιση των υποδομών και τεχνολογιών του, η οποία μόλις ξεκίνησε να σχεδιάζεται και εκτιμάται ότι θα έχει ολοκληρωθεί μέχρι το 2020.

Φυσικοί, μηχανικοί και άλλοι επιστήμονες από όλο τον κόσμο συγκεντρώθηκαν στη Γενεύη, όπου και οι εγκαταστάσεις του CERN, θέτοντας τα θεμέλια για ένα μεγάλο πρόγραμμα που θα προσδώσει στο ισχυρότερο επιστημονικό μηχάνημα του πλανήτη μας ακόμα πιο εντυπωσιακές δυνατότητες σύγκρουσης σωματιδίων, σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ.

Όπως δήλωσαν στελέχη του CERN, η φιλόδοξη προσπάθεια, στην οποία συμμετέχουν ερευνητικοί και ακαδημαϊκοί φορείς από την Ευρώπη, τις ΗΠΑ και την Ιαπωνία, θα απαιτήσει νέες τεχνολογικές καινοτομίες σε διάφορα πεδία, από τους υπεραγώγιμους μαγνήτες έως τις γραμμές μεταφοράς ενέργειας. Τελικός στόχος είναι ο επιταχυντής να είναι σε θέση να «ψάξει» ακόμα πιο βαθιά και εντατικά στα μυστήρια της ύλης και του σύμπαντος.

«Οι πρόσθετες δυνατότητες θα αυξήσουν κατά πολύ τις ικανότητές μας να κάνουμε μετρήσεις ακριβείας και να ανακαλύψουμε καινούρια πράγματα»,

δήλωσε ο διευθυντής ερευνών Σέρτζιο Μπερτολούτσι. Η πρωτοβουλία βρίσκεται ακόμα στο στάδιο του συντονισμού και της κατανομής εργασιών μεταξύ των συμμετεχόντων μερών.

Ο μεγάλος επιταχυντής βρίσκεται σε ένα κυκλικό υπόγειο τούνελ μήκους 27 χιλιομέτρων κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα. Λειτουργεί από τον Μάρτιο του 2010 και ήδη έχει προσφέρει πλούτο επιστημονικών στοιχείων που βρίσκονται υπό ανάλυση.

Το μηχάνημα θα κλείσει φέτος τον Δεκέμβριο και για δύο μήνες περίπου, προκειμένου να γίνει η καθιερωμένη χειμερινή συντήρησή του. Στο τέλος του 2012, έχει προγραμματιστεί ο επιταχυντής να κλείσει για περίπου ένα έτος, ώστε να διπλασιάσει την ισχύ των συγκρούσεών του, με στόχο να προετοιμαστεί καλύτερα για την μελέτη φαινομένων όπως η σκοτεινή ύλη, η σκοτεινή ενέργεια και η υπερσυμμετρία.

Όμως θα είναι ο δεκαπλασιασμός των δυνατοτήτων του έως το 2020 που, όπως προσδοκάται από την επιστημονική κοινότητα, θα ανοίξει ένα μεγάλο «παράθυρο» σε ακόμα μεγαλύτερα μυστήρια της Φύσης, όπως η φύση του χρόνου και η πιθανή ύπαρξη παράλληλων συμπάντων.

 

Σχόλιο:Πιστευω οτι ειμαστε στο κατώφλι μιας νεας εκρηξης στην Φυσικη και στις γνώσεις μας για το Σύμπαν και αυτό χαρις στην εκρηξη των τεχνολογικών κατασκευων μας, της πληροφορικής(σχετικά και στις δημοσιεύσεις Κβαντικοί Υπολογιστές)

http://www.astrovox.gr/forum/viewtopic.php?t=13757

αλλα κυρίως απο το οτι πια η γνώση διαχέεται σε ολο τον πλανήτη και εκατομμύρια μυαλα σκέφτονται,ψάχνουν,συζητούν και προσπαθούν για το αύριο.

[Δροσος Γεωργιος]

Η στιγμή της αλήθειας για το μποζόνιο Higgs πλησιάζει στον LHC.

Οι βασανιστικοί υπαινιγμοί για την ύπαρξη του μποζονίου Higgs θα επιβεβαιωθεί ή θα αποκλειστεί στον LHC κατά τους προσεχείς μήνες, λένε τώρα οι ερευνητές. Το μποζόνιο Higgs ως γνωστόν προβλέπεται από μια θεωρία που ξεκίνησε τη δεκαετία του 1960 από έξι φυσικούς, συμπεριλαμβανομένου και του Peter Higgs που έδωσε το όνομα του στο μποζόνιο.

Οι φυσικοί στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων είναι πεπεισμένοι ότι είναι ακόμη πιο κοντά στην απάντηση ενός από τα πιο βαθιά ερωτήματα στη φυσική σωματιδίων: υπάρχει το μποζόνιο Higgs;

Μιλώντας σε ένα συνέδριο στο Παρίσι οι ερευνητές ανέφεραν ότι έχουν στενέψει πολύ τα όρια της μάζας που μπορεί να έχει το φευγαλέο σωματίδιο Higgs.

Τα τελευταία αποτελέσματα περιλαμβάνουν ορισμένες ενδείξεις ότι το σωματίδιο θα μπορούσε να παραμονεύει στο ελαφρύτερο όριο του φάσματος των μαζών, όμως κρίνεται απαραίτητη η συνέχιση των εργασιών κατά τους επόμενους μήνες, για να επιβεβαιώσουν ή να αποκλείσουν αυτά τα αδύναμα σήματα.

Ο επιταχυντής LHC ως γνωστόν βάζει τα πρωτόνια να συγκρούονται με μια ταχύτητα κοντά σε αυτήν του φωτός για να αναδημιουργήσουν στο μικρόκοσμο τις συνθήκες που υπήρχαν ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Αυτές οι μικροσκοπικές πύρινες βολίδες είναι συμπυκνωμένη ενέργεια σε πολύ γνωστά μας υποατομικά σωματίδια, αλλά οι επιστήμονες ελπίζουν ότι ανάμεσά τους θα δουν κι άλλα πιο εξωτικά σωματίδια, όπως το μποζόνιο Higgs.

Το μποζόνιο συνοδεύει μια θεωρία που ξεπρόβαλλε το 1964 από έξι φυσικούς, συμπεριλαμβανομένου και του Peter Higgs στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Η θεωρία αυτή περιγράφει ένα αόρατο πεδίο που διαποτίζει όλον τον χώρο και προσδίδει μάζα στα θεμελιώδη σωματίδια.

Χωρίς το πεδίο αυτό, ή κάτι που να κάνει την ίδια δουλειά, τα στοιχειώδη σωματίδια δεν θα είχαν μάζα και θα κινούνταν πάντα με την ταχύτητα του φωτός.

Μιλώντας σε μια συνάντηση Φυσικής στο Παρίσι, ομάδες που εργάζονται σε δύο ανιχνευτές του LHC, τον ATLAS και τον CMS, ανέφεραν ότι είχαν ελέγχξει τα αποτελέσματα που είχαν συγκεντρώσει μέχρι τον Αύγουστο του τρέχοντος έτους.

Τα δύο πειράματα αποκλείουν την απλή έκδοση του μποζονίου Higgs μέσα σε ένα εύρος από τα 141GeV έως τα 476 GeV. Ένα GeV είναι περίπου ισοδύναμο με τη μάζα του πρωτονίου.

Το τεράστιο και πολύπλοκο έργο που συνδυάζει τα δεδομένα που συλλέγονται από τους δύο ανιχνευτές, είναι ένα κατόρθωμα που από μόνο του προετοιμάζει το έδαφος για τους φυσικούς ώστε να συνδυάσουν τα αποτελέσματα ολόκληρου του έτους, κατά τη διάρκεια των επόμενων μηνών.

“Μόλις θα έχουμε αναλύσει τα στατιστικά στοιχεία του 2011, ο συνδυασμός των δύο πειραμάτων μπορεί να επαναληφθεί", δήλωσε ο Guido Tonelli, εκπρόσωπος για την πειραματική συνεργασία CMS.

Ένας πρόγονος του LHC, μια μηχανή που είχε το όνομα Επιταχυντής Ηλεκτρονίων Ποζιτρονίων, είχε αποκλείσει την ύπαρξη του μποζονίου Higgs μέχρι τη μάζα των 114 GeV, αλλά είδαν κάποιους υπαινιγμούς του σωματιδίου, προτού αυτός κλείσει το 2000 για να προετοιμαστεί η κατασκευή του LHC.

Υπάρχει δηλαδή ελπίδα η μάζα του να βρίσκεται μεταξύ των 114 GeV έως 141 GeV. Ο Tonelli είπε ότι και οι δύο ανιχνευτές CMS και Altas έχουν μικρά σήματα στην περιοχή αυτή, αλλά κανένα πειστικό σήμα ακόμα. Τα σήματα που αναφέρονται ως "υπερβολικά γεγονότα", θα μπορούσαν να προκληθούν από το μποζόνιο Higgs καθώς αυτό θα διασπάται σε άλλα, πιο οικεία σωματίδια.

«Υπάρχει μια ευρεία περιοχή κάτω από τα 140 GeV και σε αυτή την περιοχή υπάρχουν τρεις υποπεριοχές στις οποίες τα υπερβολικά σήματα είναι λίγο πιο έντονα» είπε ο Tonelli.

"Μέχρι αυτά να είναι αρκετά ισχυρά ώστε να καταλήξουμε σε ένα συμπέρασμα, πρέπει να περιμένουμε. Το γεγονός ότι εξακολουθούμε να βλέπουμε αυτήν την υπερβολή, ακόμη και στα νέα δεδομένα, υπαινίσσεται ότι κάτι συμβαίνει εκεί ", πρόσθεσε.

Τον Σεπτέμβριο του 2011, οι διευθυντές του CERN ανέθεσαν τη σύνταξη έκθεσης από την επιστημονική επιτροπή, για την πολιτική που θα ακολουθηθεί αν αποτύχουν να βρουν το μποζόνιο Higgs μεταξύ 114 GeV και 600 GeV και πώς να ανακοινώσουν ένα τέτοιο ενδεχόμενο στο κοινό. Η έκθεση αναφέρει ότι «η εύρεση του μποζονίου Higgs, ακριβώς όπως προνοείται στο Καθιερωμένο Μοντέλο, θα ήταν ένας θρίαμβος. Ο αποκλεισμός του θα ήταν μια επανάσταση, απαιτώντας ξαναγραφτούν τα βιβλία."

Πηγή: The Guardian

[Δροσος Γεωργιος]

Η στιγμή της αλήθειας πλησιάζει για το κυνήγι του μποζόνιου Higgs.

Τους τελευταίους μήνες, οι τίτλοι ειδήσεων κυριαρχούνται από μία ιστορία της σωματιδιακής φυσικής – αυτής που δείχνει ότι τα νετρίνα ταξιδεύουν πιο γρήγορα και από το φως.

Τόσο είναι το ενδιαφέρον για αυτά τα υπερφωτεινά υπο-ατομικά σωματίδια που οι εξελίξεις στην έρευνα για το άπιαστο μποζόνιο Higgs, έχουν σταματήσει να δημοσιεύονται.

Πριν λίγες μέρες οι φυσικοί ανακοίνωσαν τα αποτελέσματα μιας συνδυασμένης έρευνας για το μποζόνιο, από τα πειράματα ATLAS και CMS στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).

Η ανάλυσή τους, που παρουσιάστηκε σε μια συνεδρίαση στο Παρίσι, δείχνει ότι οι φυσικοί έχουν καλύψει πλέον ένα μεγάλο κομμάτι της περιοχής αναζήτησης της μάζας με αρκετή λεπτομέρεια, αποκλείοντας ένα ευρύ τμήμα του εύρους της μάζας όπου θα μπορούσε να καραδοκεί το Higgs.

Μικρό παράθυρο.

Οι ερευνητές έχουν αποκλείσει πλέον το ενδεχόμενο ότι η μάζα του Higgs (σε συμβατική μορφή) θα βρεθεί μεταξύ 141 και 476 GeV.

Η δε ανακάλυψη του με μάζα από 476 GeV και πάνω θεωρείται εξαιρετικά απίθανη.

Αυτό σημαίνει ότι οι φυσικοί εστιάζουν τώρα το κυνήγι τους για πιο μικρή μάζα, ένα μικρό παράθυρο μεταξύ 114 και 141 GeV.

Μέσα σε αυτό το παράθυρο – εύρος, υπάρχει μια ενδιαφέρουσα τιμή, κάπου στα 120 GeV ή κάπου δύο άτομα χαλκού για τη μάζα του Higgs.

Όμως, αυτή η τιμή είναι σχετικά αδύναμη – γιατί έχει ένα επίπεδο βεβαιότητας περίπου δύο σίγμα ή ένα επίπεδο μη ασφαλές.

Αυτό ισοδυναμεί περίπου με 1 προς 22 η παρατήρηση του Higgs να οφείλεται στην τύχη. Για μια επίσημη ανακάλυψη απαιτείται ένα επίπεδο βεβαιότητας πέντε σίγμα.

Αλλά υπάρχει μία ακόμα πιο ενδιαφέρουσα δυνατότητα: να μην υπάρχει καθόλου το μποζόνιο, τουλάχιστον στην απλούστερη μορφή του.

Αυτή είναι η εκδοχή του Higgs που είναι σύμφωνη με το Καθιερωμένο Μοντέλο, το πλαίσιο που καταρτίστηκε για να εξηγήσει πώς αλληλεπιδρούν τα γνωστά σωματίδια – από τα κουάρκ έως τα μποζόνια W και Ζ μέχρι τα νετρίνα.

Όπως ξέρουμε το πεδίο Higgs είναι υπεύθυνο για ένα απειροελάχιστο ποσοστό της υλο-ενέργειας. Το 98% της μάζας των κουάρκς είναι στην πραγματικότητα ενέργεια, που είναι αποθηκευμένη στα σωματίδια αυτά.

Και σε αυτό το «ζωολογικό κήπο» των σωματιδίων, το μποζόνιο παραμένει κρυμμένο στο ψηλό χορτάρι του περιβόλου του, αόρατα στα αδιάκριτα βλέμματα των επισκεπτών.

Αρχή του τέλους

Η αναζήτηση στον LHC έχει ήδη προχωρήσει από τα στοιχεία που παρουσιάστηκαν αρχές του μήνα.

Ομάδες επιστημόνων βαθειά κάτω στα έγκατα των συνόρων Γαλλίας-Ελβετίας έχουν αναλύσει τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί από τα πειράματα του LHC μέχρι τον Οκτώβριο του τρέχοντος έτους.

Οι επιστήμονες στους ανιχνευτές ATLAS και CMS θα παρουσιάσουν τις ανεξάρτητες αναλύσεις των δεδομένων σε ένα σεμινάριο στη Γενεύη την Τρίτη στις 13 Δεκεμβρίου. Οι ομάδες όμως δεν είχαν το χρόνο να συνδυάσουν τα αποτελέσματά τους, όπως έκαναν για το σεμινάριο στο Παρίσι.

Μάλιστα μπορεί να δουν εντελώς διαφορετικά πράγματα.

Ή, αν είμαστε τυχεροί, θα μπορούσαν οι δύο αναλύσεις να δείξουν μια διακύμανση γύρω από την ίδια μάζα – όπως έγινε όταν οι ερευνητές παρουσίασαν τα συμπεράσματά στη συνεδρίαση Europhysics στην Γκρενόμπλ τον Ιούλιο του 2011.

"Αν κοιτάξετε τα δεδομένα, είναι περίπου πενταπλάσια από αυτά που παρουσιάστηκαν κατά τις διασκέψεις του καλοκαιριού”, δήλωσε ο James Gillies, διευθυντής επικοινωνιών στο CERN.

"Είναι νομίζω εξαιρετικά απίθανο να αποκλειστεί οριστικά το Higgs. Το πιο πιθανό είναι ότι θα υπάρξουν σημάδια πως κάτι υπάρχει. Όμως δεν είναι δυνατόν να δοθεί μια οριστική ανακοίνωση της ανακάλυψης του, δεδομένου του χρόνου που είχαν οι φυσικοί."

Είτε έτσι είτε αλλιώς, οι επιστήμονες περιμένουν με κομμένη την ανάσα για το σεμινάριο του Δεκεμβρίου, που – τουλάχιστον – θα σημάνει την αρχή του τέλους για τον αγώνα περί Higgs.

Η οριστική δήλωση σχετικά με το μποζόνιο είναι πιθανό να έρθει το επόμενο έτος.

Μια δήλωση περί μη εμφάνισης του, θα ανοίξει μια νέα εποχή στη φυσική σωματιδίων – θα ξεκινήσει η εύρεση μιας εναλλακτικής θεωρίας για να μπαλώσουν την τρύπα του Καθιερωμένου Μοντέλου που θα αφήσει η απουσία του Higgs.

Πράγματι, υπάρχουν ήδη οι εναλλακτικές λύσεις για το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Όπως λέει και ο Rolf-Dieter Heuer, γενικός διευθυντής του CERN, και το σενάριο της μη ύπαρξη του θα αποτελέσει "μια τεράστια ανακάλυψη".

Και ένας φυσικός σωματιδίων μιλώντας στο συνέδριο του Europhysics φέτος το συνόψισε ως εξής:

"Θεός φυλάξοι αν όλα όσα βρίσκουμε στον LHC θα είναι το Καθιερωμένο Μοντέλο με το Higgs κι όχι καμία νέα φυσική."

Πηγή: BBC

 

Στατιστικά στοιχεία της «ανακάλυψης»

■Οι φυσικοί των στοιχειωδών σωματιδίων έχουν αποδεχθεί ότι για να γίνει μια «ανακάλυψη» πρέπει να υπάρχει επίπεδο βεβαιότητας πέντε σίγμα.

■Ο αριθμός της τυπικής απόκλισης ή σίγμα είναι ένα μέτρο του πόσο τυχαίο είναι ένα πειραματικό αποτέλεσμα και όχι πραγματικό φαινόμενο.

■Με τον ίδιο τρόπο που πετώντας ένα νόμισμα παίρνουμε συνέχεια γράμματα που μπορεί να οφείλεται μόνο στην τύχη και όχι ένα σημάδι ενός "πειραγμένου" νομίσματος.

■Το επίπεδο «τριών σίγμα» αντιπροσωπεύει περίπου την ίδια πιθανότητα αν βρούμε πάνω από οκτώ γράμματα στη σειρά.

■Τα πέντε σίγμα, από την άλλη πλευρά, θα αντιστοιχούσαν σε πάνω από 20 γράμματα στη σειρά.

■Μόνο με την ανεξάρτητη επιβεβαίωση από άλλα πειράματα, τα ευρήματα πέντε σίγμα γίνονται δεκτά.

[Δροσος Γεωργιος]

Το μποζόνιο Higgs μπορεί να το έχουμε δει λένε οι φυσικοί στο CERN.

Το πιο πολυπόθητο βραβείο στη σωματιδιακή φυσική – το μποζόνιο Higgs – μπορεί να το είδαμε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στη Γενεύη, είπαν οι ερευνητές σε μια συνέντευξη τύπου την Τρίτη .

Οι φυσικοί ανακοίνωσαν ότι δύο πειράματα στον LHC (ATLAS και CMS) είδαν ενδείξεις του Higgs με την ίδια περίπου μάζα, φέρνοντας έναν τεράστιο ενθουσιασμό στις τάξεις των φυσικών.

Το απλό γεγονός ότι τόσο ο ανιχνευτής ATLAS όσο και ο CMS φαίνεται να είδαν την ίδια σχεδόν μάζα ήταν αρκετό για να προκαλέσει ένα τεράστιο ενθουσιασμό στην κοινότητα της φυσικής των σωματιδίων.

Όμως, ο επιταχυντής LHC δεν έχει ακόμα αρκετά δεδομένα για να διεκδικήσουν σίγουρα την ανακάλυψη του.

Η οριστική ανακάλυψη του Higgs θα είναι ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά επιτεύγματα των τελευταίων 60 ετών. Είναι πολύ σημαντικό γιατί μας επιτρέπει να κατανοήσουμε το Σύμπαν, αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ από τα πειράματα.

Αυτό το βασικό δομικό στοιχείο του σύμπαντος είναι ένα σημαντικό στοιχείο που μέχρι τώρα έλειπε από το καθιερωμένο μοντέλο – το «βιβλίο οδηγιών» που περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα σωματίδια και οι δυνάμεις.

Δύο ξεχωριστά πειράματα στον LHC – ATLAS και CMS – έχουν διενεργήσει ανεξάρτητες έρευνες για το μποζόνιο. Επειδή το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν προβλέπει την ακριβή μάζα για το σωματίδιο Higgs, οι φυσικοί πρέπει να χρησιμοποιήσουν τους επιταχυντές, όπως ο LHC, για τη συστηματική εξέταση της περιοχής μέσα στην οποία θα βρίσκεται η μάζα του.

Στο σεμινάριο που έγινε την Τρίτη 13 Δεκεμβρίου στο CERN, ο επικεφαλής των ATLAS και CMS, δήλωσε ότι βλέπουν "αιχμές" στα δεδομένα τους που έχουν περίπου την ίδια μάζα: 124-125 GeV.

Συγκεκριμένα αν υπάρχει, το πιθανότερο είναι να έχει μάζα από 115,5 έως 131 GeV σύμφωνα με το πείραμα ATLAS, και στο διάστημα από 115 έως 127 GeV σύμφωνα με το CMS.

“Η αιχμή μπορεί να οφείλεται σε μια διακύμανση, αλλά θα μπορούσε επίσης να είναι κάτι πιο ενδιαφέρον. Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε τίποτα σε αυτό το στάδιο", δήλωσε ο Fabiola Gianotti, εκπρόσωπος για το πείραμα Άτλας.

Ο δε Guido Tonelli, εκπρόσωπος του πειράματος CMS, δήλωσε: “Η αιχμή είναι πιο συμβατή με το Καθιερωμένο Μοντέλο Higgs στην περιοχή των 124 GeV και κάτω, αλλά η στατιστική βεβαιότητα δεν είναι αρκετά μεγάλη για να πούμε οτιδήποτε σίγουρο. Από σήμερα, αυτό που βλέπουμε είναι σύμφωνο είτε με μια διακύμανση υποβάθρου ή με την παρουσία του μποζονίου."

Ο Rolf-Dieter Heuer, γενικός διευθυντής του CERN, δήλωσε ότι παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχει αντιστοιχία μεταξύ των δύο πειραμάτων, χρειαζόμαστε περισσότερο σίγουρους αριθμούς.

Καμία από τις αιχμές που είδαν τα πειράματα δεν έχουν περισσότερο από ”δύο σίγμα" επίπεδο βεβαιότητας. Και μόνο αν κάνουμε ανεξάρτητες επιβεβαιώσεις του Higgs με άλλα πειράματα και βρίσκαμε ευρήματα με πέντε σίγμα θα γίνονταν δεκτά από όλους.

Το επίπεδο των “πέντε σίγμα" σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερη από 1 σε 1.000.000 πιθανότητα τα δεδομένα της αιχμής να είναι ένα στατιστικό λάθος.

Η διαδικασία με επίπεδο «τριών σίγμα» αντιπροσωπεύει περίπου την ίδια πιθανότητα με το αν πετάξουμε ένα νόμισμα και βρούμε οκτώ κεφάλια στη σειρά. Ενώ «πέντε σίγμα», από την άλλη πλευρά, θα αντιστοιχούσε αν πετώντας το νόμισμα βρίσκαμε 20 κεφάλια στη σειρά.

Ένας άλλος παράγοντας που περιπλέκει τα πράγματα είναι ότι αυτοί οι δελεαστικοί υπαινιγμοί βρίσκονται μόνο σε μια χούφτα γεγονότων από τα δισεκατομμύρια των συγκρούσεων που αναλύθηκαν στον LHC.

Ο Rolf-Dieter Heuer, γενικός διευθυντής του CERN δήλωσε: "Μπορούμε να παραπλανηθούμε από τον μικρό αριθμό των συμβάντων, γι ‘αυτό χρειαζόμαστε περισσότερα στατιστικά στοιχεία", αλλά πρόσθεσε: “Είναι συναρπαστικό αυτό που ήδη βρήκαμε"

Αν υπάρχει, το Higgs είναι πολύ βραχύβια, τότε γρήγορα διασπάται ή μετατρέπεται σε πιο σταθερά σωματίδια. Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τρόποι να συμβεί αυτό, που δίνει στους επιστήμονες διαφορετικές διαδρομές για να αναζητήσουν το μποζόνιο.

Ειδικότερα οι φυσικοί εξέτασαν διαδρομές διάσπασης για το σωματίδιο Higgs, που παράγουν μια χούφτα μόνο γεγονότων, αλλά έχουν το πλεονέκτημα ότι διαθέτουν λιγότερο θόρυβο στα δεδομένα. Αυτός ο θόρυβος του περιβάλλοντος αποτελείται από τυχαίους συνδυασμούς των γεγονότων, μερικά από τα οποία μπορεί να μοιάζουν με την διάσπαση του Higgs.

Άλλοι τρόποι διάσπασης παράγουν μεν περισσότερα γεγονότα – που είναι καλύτερο για την στατιστική βεβαιότητα – αλλά και περισσότερο θόρυβο δε. Ο Heuer δήλωσε πως οι φυσικοί είχαν «συμπιεστεί» μεταξύ αυτών των δύο επιλογών.

Ο Stefan Soldner-Rembold, από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ χαρακτήρισε την ποιότητα των αποτελεσμάτων του LHC "εξαιρετική", προσθέτοντας:

“Μέσα σε ένα χρόνο θα είμαστε σε θέση ίσως να γνωρίζουμε αν το σωματίδιο Higgs υπάρχει, αλλά είναι πιθανόν να μην πρόκειται για ένα χριστουγεννιάτικο δώρο . "

Πάντως, ακόμα και αν βρεθεί το «σωματίδιο του Θεού», πάλι θα παραμένει ανοιχτό το ερώτημα όχι γιατί έχουν μάζα τα άλλα υποατομικά σωματίδια, αλλά γιατί έχουν τη συγκεκριμένη μάζα. Όπως δήλωσε η φυσικός του πανεπιστημίου Χάρβαρντ, Λίζα Ράνταλ, σύμφωνα με την θεωρία του κβαντικού πεδίου (που συνδυάζει την κβαντομηχανική και την ειδική σχετικότητα), οι μάζες αυτές θα έπρεπε να είναι χιλιάδες τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες. Άρα, θα πρέπει να αναμένεται μελλοντικά μία ακόμα σημαντικότερη ανακάλυψη, πέρα από το «Χιγκς», που θα ερμηνεύσει καλύτερα το «Καθιερωμένο Μοντέλο».

Τέλος, όπως δήλωσε ο διάσημος φυσικός Στίβεν Γουάινμπεργκ, του πανεπιστημίου του Τέξας, ένας από τους «πατέρες» του «Καθιερωμένου Μοντέλου» στη δεκαετία του ΄60, τυχόν αποκλεισμός της ύπαρξης του σωματιδίου του Χιγκς ανοίγει το δρόμο για την αναζήτηση μίας πιο «εξωτικής» Φυσικής, με περισσότερα υποατομικά σωματίδια, περισσότερες δυνάμεις και έξτρα διαστάσεις στην Φύση, από όσες είναι γνωστές ως τώρα…Πηγή: BBC

[Δροσος Γεωργιος]

Τι θα γίνει τελικά αν δεν υπάρχει το μποζόνιο Higgs;

Τι θα γίνει αν το 2012 δεν επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του Higgs; υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις αν το σωματίδιο του Θεού όπως ονομάστηκε από τα ΜΜΕ δεν υπάρχει;

Ναι, γιατί, δεν χρειαζόμαστε υποχρεωτικά το μποζόνιο Higgs για να δοθεί μάζα στα σωματίδια. Ανοίγει έτσι η πόρτα για πιο εξωτικά είδη της φυσικής, συμπεριλαμβανομένων των πρόσθετων σωματιδίων και δυνάμεων.

Ο θεωρητικός Matt Strassler του Πανεπιστημίου Rutgers λέει πως το μποζόνιο Higgs είναι απλώς ένα κυματισμός στο λεγόμενο πεδίο Higgs, που στην πραγματικότητα αυτό θεωρείται ότι δίνει μάζα σε όλα τα άλλα σωματίδια.

«Το φτωχό πεδίο Higgs εργάζεται στην αφάνεια, προστατεύοντας το σύμπαν από την καταστροφή, αλλά δεν εισπράττει τίποτα από αυτά που αξίζει," σχολιάζει ο Strassler.

Οι φυσικοί ψάχνουν μόνο για το σωματίδιο Higgs γιατί είναι ο ευκολότερος τρόπος για να αποκτήσουν πρόσβαση στον τομέα. Αν αυτοί δεν το βλέπουν, τότε αυτό μας δείχνει πως το πεδίο είναι διαφορετικό από αυτό που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Κανονικά, τα σωματίδια στα πεδία είναι σαν τους κυματισμούς σε λίμνες – για παράδειγμα τα φωτόνια είναι κυματισμοί στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Αλλά αν το πεδίο μοιάζει περισσότερο σαν μελάσα από ότι νερό, τότε οι κυματισμοί σβήνουν πάρα πολύ γρήγορα για να μπορέσουμε να το ανιχνεύσουμε.

Κι αυτό σημαίνει ότι η ύλη θα μπορούσε να αποκτήσει τη μάζα του από ένα παχύ πεδίο σαν το Higgs, που δεν έχει όμως κανένα σχετικό σωματίδιο. Για να πάρουμε ένα τέτοια ‘κολλώδες’ πεδίο, οι θεωρητικοί πρέπει να πάνε σε πιο εξωτικές δυνατότητες – όπως νέα σωματίδια και δυνάμεις της φύσης.

"Δεν μπορείτε να πάρετε την κατάσταση όπου δεν υπάρχει σωματίδιο Higgs εκεί, εκτός κι αν προσθέσετε κάτι άλλο," δήλωσε ο Strassler.

Τι σημαίνει πιο εξωτικές δυνατότητες;

Η ύπαρξη μιας νέας δύναμης, που ονομάζεται technicolor, θα μπορούσε επίσης να δώσει σωματίδια μάζα, χωρίς την ανάγκη ενός μποζονίου Higgs. Το technicolour θα μπορούσε να λειτουργήσει σαν μια βαρέως τύπου εκδοχή της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, η οποία ως γνωστόν δεσμεύει μαζί τα κουάρκ μέσα στους πυρήνες των ατόμων. Η δύναμη Technicolor θα μπορούσε να γεμίζει το διάστημα με ζεύγη από ακόμα πιο νέα σωματίδια, τα οποία θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια σούπα, μέσω του οποίου τα άλλα σωματίδια θα ταξίδευαν, κερδίζοντας μάζα κατά τη διαδικασία αυτή του ‘ταξιδιού’ τους.

"Θα ήταν μια εξαιρετική εναλλακτική λύση, εάν το Higgs δεν υπάρχει," λέει ο νομπελίστας Steven Weinberg. "Σε αυτή την περίπτωση θα υπήρχε μια ολόκληρη σειρά από άλλα σωματίδια, κατά πάσα πιθανότητα σε υψηλότερες ενέργειας, που μπορεί να ανακαλύψει ο LHC. Αλλά ο επιταχυντής LHC δεν θα βρει το μποζόνιο. Δεν θα ήταν ένα μποζόνιο, με τη συνήθη έννοια."

Υπάρχουν ακόμη πιο εξωτικές ιδέες;

Η ύπαρξη μιας τέταρτης διάστασης του χώρου, πέραν των τριών που βιώνουμε, θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα σωματίδια έχουν διαφορετικές μάζες – γεγονός που αποδίδεται συνήθως στο μποζόνιο Higgs.

Οι διαφορετικοί τύποι των σωματιδίων θεωρείται ότι έχουν διαφορετικές μάζες, επειδή αλληλεπιδρούν με το πεδίο Higgs με δυνάμεις διαφορετικής ισχύος. Αλλά αν υπάρχει μια επιπλέον διάσταση του χώρου, τα σωματίδια μπορούν να έχουν υψηλότερες ενεργειακές καταστάσεις, οι οποίες εμφανίζονται μόνο στην επιπλέον 4η διάσταση. Στην συνηθισμένη σωματιδιακή φυσική, τα σωματίδια έχουν μια βασική ενέργεια που ονομάζεται θεμελιώδη κατάσταση και μπορεί να έχουν διεγερμένες καταστάσεις με μεγαλύτερη ενέργεια πάνω από αυτήν. Επειδή η ενέργεια σχετίζεται με τη μάζα μέσω της σχέσης E=mc2, οι διεγερμένες καταστάσεις ‘ζυγίζουν’ ελαφρώς περισσότερο από την θεμελιώδη κατάσταση.

Σε έναν κόσμο με τέσσερις χωρικές διαστάσεις, τα σωματίδια έχουν μια πλήρη γκάμα (εύρος) διεγερμένων καταστάσεων, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς τους είναι παγιδευμένο στην επιπλέον διάσταση, όπου δεν μπορούμε να την δούμε. Οι αθέατες καταστάσεις ενός απλού είδους σωματιδίου τελικά θα μοιάζουν με διαφορετικά σωματίδια στον 3D κόσμο μας. Χρειάζεστε ένα πεδίο σαν το Higgs για να δώσει μάζα σε ένα σωματίδιο στην θεμελιώδη του κατάσταση, αλλά μία επιπλέον διάσταση μπορεί να εξηγήσει γιατί βλέπουμε τα σωματίδια με διαφορετικές μάζες, χωρίς να επικαλείται το συνηθισμένο μποζόνιο Higgs.

"Αυτός θα ήταν ένας τρόπος ώστε να γίνουν διακρίσεις μεταξύ των σωματιδίων και να αποκτήσουν διαφορετικές μάζες, ο οποίος όμως δεν κάνει καμία αναφορά σε κανένα μποζόνιο Higgs ή οτιδήποτε”, εξηγεί ο θεωρητικός του CERN John Ellis.

Τελικά γιατί να πάρουμε αυτές τις εναλλακτικές ιδέες στα σοβαρά;

«Είναι η δουλειά των θεωρητικών φυσικών να παίζουν με όλες τις διαφορετικές δυνατότητες, έτσι ώστε οι πειραματιστές να έχουν όλα τα εργαλεία που χρειάζονται όταν τελικά ανακαλύψουν ή δεν ανακαλύψουν κάτι στον LHC, που αυτός μόνο θα αποκαλύψει ή δεν θα αποκαλύψει τι υπάρχει στην πραγματικότητα”, συμπληρώνει ο Ellis.

Ό,τι κι αν βρει ο LHC, η προοπτική του να πάρει μια πλημμύρα δεδομένων είναι συναρπαστική, τονίζει ο Tonelli. "Αυτή είναι η ατμόσφαιρα εδώ. Οι άνθρωποι αισθάνονται ότι αγγίζουμε πραγματικά κάτι το σημαντικό."

Ο μηχανισμός Higgs.

Για να κατανοήσουμε τον μηχανισμό Higgs, ας φανταστούμε μια συγκέντρωση φυσικών οι οποίοι βρίσκονται ομοιόμορφα κατανεμημένοι μέσα σε μια αίθουσα, και συζητούν με τους διπλανούς τους.

Μια όμορφη φυσικός μπαίνει και διασχίζει την αίθουσα. Όλοι οι φυσικοί απ’ όπου περνάει, μαζεύονται και συνωθούνται γύρω της. Καθώς δηλαδή διασχίζει την αίθουσα, έλκει τα πρόσωπα που βρίσκονται κοντά της, ενώ αυτά που προσπέρασε, επιστρέφουν στις κανονικές αποστάσεις μεταξύ τους.

Επειδή πάντα υπάρχει ένας σωρός ανθρώπων γύρω της, αυτή αποκτά μεγαλύτερη μάζα απ’ ότι θα είχε αν ήταν μόνη της. Αυτό υπονοεί ότι έχει τώρα περισσότερη ορμή για την ίδια ταχύτητα κίνησης. Δηλαδή, όταν κινείται είναι δυσκολότερο να σταματήσει, ενώ όταν σταματήσει, είναι δυσκολότερο να ξεκινήσει ξανά, διότι ο σωρός γύρω της πρέπει να κινηθεί και αυτός.

Στις τρεις διαστάσεις και με τις περιπλοκές που φέρνει η σχετικότητα, αυτός περίπου είναι ο μηχανισμός του Higgs. Το πεδίο Higgs θεωρείται ως υπόβαθρο όλου του χώρου. Απ’ οπουδήποτε περνάει ένα σωματίδιο, αυτό παραμορφώνει τοπικά το πεδίο Higgs. Η παραμόρφωση αυτή που έχει ως αντίστοιχο τη συγκέντρωση των ανθρώπων γύρω από την όμορφη φυσικό που εισέρχεται στην αίθουσα, γεννάει τη μάζα του σωματιδίου.

Η ιδέα προέρχεται από τη φυσική της στερεάς κατάστασης. Αντί για ένα πεδίο που γεμίζει όλο το χώρο, σ’ ένα στερεό σώμα, υπάρχει το πλέγμα των θετικών ιόντων του κρυστάλλου. Όταν ένα ηλεκτρόνιο κινείται μέσα στο πλέγμα των ιόντων, τα ιόντα έλκονται από αυτό, κάνοντας έτσι τη φαινομενική μάζα του ηλεκτρονίου να είναι ακόμη και 40 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ελευθέρου ηλεκτρονίου.

Το πεδίο Higgs στο κενό, αποτελεί ένα τέτοιο είδος υποθετικού πλέγματος, που γεμίζει όλο το Σύμπαν. Χωρίς αυτό δεν θα μπορούσαμε να εξηγήσουμε γιατί τα σωματίδια Z και W που είναι οι φορείς των ασθενών αλληλεπιδράσεων, έχουν τόσο μεγάλη μάζα, ενώ το φωτόνιο που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης, δεν έχει καθόλου μάζα.

http://www.physics4u.gr/blog/?p=4330

 

Οι πιθανότερες τιμές για το Higgs όπως τις βρήκαν τα δύο πρόσφατα πειράματα είναι γύρω στα 124-125 GeV (η κύρια αιχμή στα αποτελέσματα). Το ATLAS το βλέπει από 115,5 έως 131 GeV και από 115 έως 127 GeV το CMS

[Δροσος Γεωργιος]

Ο μεγαλύτερος στον κόσμο επιταχυντής θα κατασκευαστεί στην Ιαπωνία.

Ο μεγαλύτερος επιταχυντής του κόσμου προβλέπεται να κατασκευαστεί στην Ιαπωνία στα βουνά στο νότιο ιαπωνικό νησί Κιουσού, ή στα περίχωρα της πόλης Κιτακάμι στο βόρειο τμήμα του νησιού Χονσού.

Το σχέδιο αυτό υπολογίζεται σε 10 δισ. δολάρια.

Ο νέος επιταχυντής σε σύγκριση με τον ευρωπαϊκό Μεγάλο Επιταχυντή Ανδρονίων (LHC), που έχει σχήμα δακτυλίου, θα έχει γραμμικό σχήμα. Παρ’ όλα αυτά το μήκος του θα φτάσει τα 30 χιλιόμετρα, δηλαδή θα είναι κατά 3,5 χιλιόμετρα μεγαλύτερο από το μήκος του LHC.

Ο νέος επιταχυντής θα γίνει η μεγαλύτερη επιστημονική πειραματική εγκατάσταση στον κόσμο, που θα επιτρέπει στους επιστήμονες να κάνουν πειράματα μελέτης των στοιχειωδών σωματιδίων.

[Δροσος Γεωργιος]

Νέο σωματίδιο ανιχνεύτηκε για πρώτη φορά στον LHC.

Για πρώτη φορά μετά την έναρξη της λειτουργίας του το 2009, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του CERN επιβεβαίωσε την ύπαρξη ενός υποατομικού σωματιδίου. Πρόκειται για το «μποζόνιο Chi-b 3P», το οποίο προσφέρει νέα στοιχεία για την ισχυρή πυρηνική δύναμη, η οποία συγκρατεί τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα του ατόμου.

Το Chi_b (3P) είναι μια διαφορετική, πιο διεγερμένη μορφή των σωματιδίων Chi που είχαν παρατηρηθεί παλαιότερα, δήλωσε στο BBC ο Ρότζερ Τζόουνς,

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-16301908

καθηγητής του Πανεπιστημίου του Λάνκαστερ και ερευνητής του ανιχνευτή ATLAS στον LHC, όπου ανακαλύφθηκε το νέο σωματίδιο.

Πάντως το Chi_b (3P) δεν είναι στοιχειώδες σωματίδιο, αφού σχηματίζεται από την ένωση δύο άλλων υποατομικών σωματιδίων, εξήγησε ο καθηγητής.

«Το νέο σωματίδιο αποτελείται από ένα κουαρκ πυθμένα και ένα αντικουάρκ πυθμένα, τα οποία ενώνονται μεταξύ τους» είπε.

Η σημασία της ανακάλυψης «έγκειται στο τι μας λέει για τις δυνάμεις που συγκρατούν το κουρκ και το αντικουαρκ ενωμένα -την ισχυρή πυρηνική δύναμη».

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη «είναι η δύναμη που συγκρατεί για παράδειγμα τα πρωτόνια και τα νετρόνια του ατομικού πυρήνα» εξήγησε ο καθηγητής.

Η ανακάλυψη δεν έχει υποβληθεί ακόμα σε έλεγχο από την επιστημονική κοινότητα, αναρτήθηκε όμως στον διακομιστή προδημοσίευσης arXiv.

http://arxiv.org/abs/1112.5154

Τα σήματα που επέτρεψαν στους ερευνητές να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη του Chi_b (3P προήλθαν από τις συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων μέσα στη γιγάντια κυκλική σήραγγα του LHC.

Τα υποατομικά συντρίμμια των συγκρούσεων θα επιτρέψουν στους φυσικούς να επιβεβαιώσυν ή να καταρρίψουν ορισμένα στοιχεία του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου, δηλαδή του συνόλου των εξισώσεων που περιγράφουν τη συμπεριφορά και τις αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων.

Ένας από τους βασικούς στόχους είναι η επιβεβαίωση της ύπαρξης του μποζόνιου του Χιγκς, ενός σωματιδίου που παίζει βασικό ρόλο στο μηχανισμό που δίνει στην ύλη τη μάζα της.

Σύμφωνα με τον Δρ Τζόουνς, η ανακάλυψη του Chi_b (3P) θα μπορούσε τελικά να διευκολύνει την αναζήτηση του Χιγκς:

«Όσο καλύτερα κατανοούμε την ισχυρή [πυρηνική] δύναμη, τόσο καλύτερα κατανοούμε τα δεδομένα που βλέπουμε [στον LHC], τα οποία είναι συχνά το φόντο για πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις όπως το Χιγκς».

[Δροσος Γεωργιος]

Ο επιταχυντής του CERN από… Lego!

Έναν Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), εξολοκλήρου από πλαστικά τουβλάκια Lego, κατασκεύασε ο φυσικός Σάσα Μελχάζε από το Ινστιτούτο Νιλς Μπορ,

http://www.nbi.ku.dk/english/

στη Δανία.

Για τον σχεδιασμό και την κατασκευή του περίπλοκου ανιχνευτή ATLAS, ο ερευνητής αφιέρωσε πάνω από 80 ώρες σκληρής δουλειάς. Ο σχεδιασμός πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή και του λογισμικού Lego Digital Designer. Χάρη στο λογισμικό αυτό, ο Μελχάζε δημιούργησε έναν οδηγό 4.500 σελίδων, ο οποίος του προσέφερε τα πολύτιμα βήματα για τη σωστή κατασκευή του ανιχνευτή. Για τη διαδικασία αυτή απαιτήθηκαν περίπου 48 ώρες.

Με τη βοήθεια της συζύγου του και μέσα σε διάστημα περίπου 33 ωρών, κατά τη διάρκεια αρκετών εβδομάδων, ο δανός φυσικός κατάφερε να συνδυάσει μεταξύ τους 9.500 τουβλάκια Lego και να αποδώσει επιτυχώς ακόμη και τις παραμικρές λεπτομέρειες του Atlas.

Σε πραγματικό μέγεθος για ανθρωπάκια Lego.

To τελικό μοντέλο σε κλίμακα 1:50 έχει ύψος περίπου 0,60 μ. Μπορεί συγκριτικά με τις γιγαντιαίες διαστάσεις του πραγματικού ανιχνευτή - μήκους 46 μ., ύψους 25 μ., πλάτους 25 μ. και βάρους 7.000 τόνων - να φαντάζει μικρό, όμως σύμφωνα με τον δημιουργό του, αν ήμασταν ανθρωπάκια της Lego, τότε το μέγεθος του πλαστικού επιταχυντή θα ήταν το ίδιο με του πραγματικού. Μάλιστα, την κατασκευή του πλαισιώνουν ανθρωπάκια ντυμένα με στολές τα οποία αναπαριστούν τους ερευνητές του CERN που εργάζονται πυρετωδώς για να φτάσουν ακόμα πιο κοντά στο σωματίδιο του Θεού.

Ο επιταχυντής-μινιατούρα στοίχισε περί τα 2.000 ευρώ σε τουβλάκια και αναμένεται να εκτεθεί στις κτιριακές εγκαταστάσεις του Ινστιτούτου στην Κοπεγχάγη.