CERN: Ευρωπαϊκος Οργανισμος Στοιχειωδών Σωματιδίων

[Δροσος Γεωργιος]

Ζόμπι στον επιταχυντή του CERN.

Mια ομάδα υποψήφιων διδακτόρων στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων γύρισε μια ταινία τρόμου … με ζόμπι. H ταινία διαδραματίζεται στον υπόγειο Mεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), κατά τη διάρκεια των πειραμάτων αναζήτησης του σωματιδίου Higgs, μετά από κάποιο τρομερό λάθος. H ταινία θα προβληθεί δωρεάν στο διαδίκτυο.

www.decayfilm.com

Σύμφωνα με τους δημιουργούς η ταινία δεν έχει εγκριθεί ή πιστοποιηθεί από το CERN. Ιδού, το τρέιλερ …

[Δροσος Γεωργιος]

Μια σπάνια διάσπαση μεσονίου απειλεί την υπερσυμμετρία.

Μια από τις πιο σπάνιες «μεταμορφώσεις» στον κόσμο των σωματιδίων εθεάθη για πρώτη φορά «live» στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN και ανάβει φωτιές ποικιλοτρόπως στον κόσμο της Σωματιδιακής Φυσικής και όχι μόνο.

Η πρωτοφανής στα ανθρώπινα μάτια διάσπαση ενός μεσονίου Bs σε ένα μιόνιο και ένα αντιμιόνιο προσφέρει μια «γερή» επιβεβαίωση στο Καθιερωμένο Πρότυπο.

Ταυτοχρόνως όμως καταφέρει ένα ακόμη πλήγμα στην Υπερσυμμετρία, τη «σούπερ» θεωρία που έχει προταθεί για τη συμπλήρωση των κενών του Καθιερωμένου Προτύπου αλλά ακόμη δεν έχει βρει την απόδειξή της.

Η επιβεβαίωση για το Καθιερωμένο Πρότυπο ήρθε από το γεγονός ότι οι επιστήμονες του πειράματος LHCb ή beauty, οι οποίοι και «είδαν» το μεσόνιο Bs να διασπάται σε ένα ζεύγος μιονίων, ανακοίνωσαν ότι, σύμφωνα με τις ως τώρα μετρήσεις τους η διάσπαση του είδους είναι εξαιρετικά σπάνια, ακριβώς όπως προβλέπει ο θεμελιώδης «νόμος» της Σωματιδιακής Φυσικής. Η «σπανιότητα» αυτή έρχεται όμως σε σύγκρουση με πολλά από τα μοντέλα που φιλοξενούνται στην ομπρέλα SUSY (όπως αποκαλείται χαϊδευτικά η Υπερσυμμετρία από τη σύντμηση του αγγλικού «Supersymmetry») και τα οποία υποστηρίζουν ότι η εν λόγω διάσπαση είναι πολύ πιο συχνή.

Συγκεκριμένα οι υπεύθυνοι του πειράματος beauty, οι οποίοι έκαναν τη σχετική ανακοίνωση στο Συμπόσιο Φυσικής του Επιταχυντή Αδρονίων που διεξάγεται στο Κιότο της Ιαπωνίας,

http://cdsweb.cern.ch/record/1493237

υπολόγισαν ότι η συχνότητα του συγκεκριμένου είδους διάσπασης είναι μια ανά 300 εκατομμύρια μεσόνια Bs, τιμή η οποία βρίσκεται πολύ κοντά στην πρόβλεψη του Καθιερωμένου Προτύπου αλλά είναι πολύ μικρότερη από εκείνες των υπερσυμμετρικών μοντέλων. «Η μέτρηση αυτή οπωσδήποτε περιορίζει ακόμη περισσότερο τον χώρο των παραμέτρων της SUSY» δήλωσε ο Γιοχάνες Αλμπρεχτ του LHCb. «Δυστυχώς όμως κανείς δεν μπορεί ακόμη να την αποκλείσει εντελώς».

Το «δυστυχώς» της δήλωσης του φυσικού του CERN σηκώνει ωστόσο πολλή συζήτηση. Η Υπερσυμμετρία, η οποία «φιλοξενεί» πολλές θεωρίες και στηρίζεται στην υπόθεση ότι κάθε γνωστό σωματίδιο έχει ένα λίγο μεγαλύτερης μάζας «υπερσυμμετρικό» αντίστοιχο το οποίο ενδεχομένως δεν αλληλεπιδρά με την «κανονική» ύλη, είναι βεβαίως αμφιλεγόμενη. Από την άλλη πλευρά όμως προσφέρει «ωραίες» λύσεις που μπορούν να καλύψουν τα – αρκετά – κενά που υπάρχουν στο Καθιερωμένο Πρότυπο και να εξηγήσουν διάφορα μυστήρια του Σύμπαντος, όπως η σκοτεινή ύλη.

Αν και βολική, η «υπερθεωρία» δεν έχει βρει ωστόσο ακόμη την απόδειξή της. Κανένα υπερσυμμετρικό σωματίδιο δεν έχει εντοπισθεί ως τώρα, παρά το γεγονός ότι διάφορα πειράματα έχουν αφιερωθεί σε αυτόν τον σκοπό, ειδικά στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Καθώς οι απογοητεύσεις από τις άκαρπες αναζητήσεις διαδέχονταν η μια την άλλη, πολλοί θεωρητικοί έχουν αρχίσει να μιλούν εδώ και αρκετό καιρό για το τέλος της.

Αρκετοί μάλιστα υποστηρίζουν ότι αν δεν έχουμε κάποια υπερσυμμετρική «εμφάνιση» στον LHC ως το τέλος του 2012 η SUSY θα πρέπει να κηρυχθεί επισήμως νεκρή.

Ορισμένοι θεωρούν ότι τα τελευταία αποτελέσματα του LHCb για τη διάσπαση των μεσονίων ετοιμάζουν την… ταφόπλακα. Αλλοι όμως διαφωνούν, αντιτείνοντας ότι το πεδίο της Υπερσυμμετρίας είναι τόσο ευρύ ώστε να αντέχει τους περιορισμούς που επιβάλλονται από τις νέες μετρήσεις. «Πρόκειται για ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ και με αυτό ο κόσμος φαίνεται να μοιάζει περισσότερο σύμφωνος με το Καθιερωμένο Πρότυπο» δήλωσε στο πρακτορείο Reuters ο Ολιβερ Μπουχμύλερ του CMS, ενός από τα μεγάλα «γενικά» πειράματα του LHC. «Αυτό στηρίζει τη SUSY, γιατί αυτή είναι η μόνη θεωρία που μπορεί να περιλάβει το Καθιερωμένο Πρότυπο σε μια ευρύτερη έννοια της Νέας Φυσικής».

[Δροσος Γεωργιος]

Πέντε συχνές παρανοήσεις σχετικά με το μποζόνιο Higgs.

Η περιγραφή μιας φυσικής θεωρίας είναι ακριβής εφόσον χρησιμοποιείται η μαθηματική γλώσσα. Όταν όμως επιχειρείται η εκλαΐκευσή της, τότε δημιουργούνται παρανοήσεις και παρερμηνείες. Κάτι τέτοιο συνέβη και με το σωματίδιο Higgs, του οποίου η ανακάλυψη ανακοινώθηκε στις αρχές Ιουλίου. Ο φυσικός Mark Kruse , από το πανεπιστήμιο Duke, εντόπισε τις παρερμηνείες που κυκλοφορούν σε εκλαϊκευτικά άρθρα σχετικά με το Higgs, και τις παρουσίασε σε δημοσιογράφους που ασχολούνται με επιστημονικά θέματα.

Στη διάλεξη που έδωσε περιέγραψε τις 5 βασικές παρανοήσεις που γίνονται κατά την εκλαΐκευση θεμάτων σχετικά με το σωματίδιο Higgs:

 

Παρανόηση 1η: Το σωματίδιο Higgs δίνει μάζα στα άλλα σωματίδια

Διόρθωση: Οι μάζες των θεμελιωδών σωματιδίων προέρχονται από τις αλληλεπιδράσεις με το πεδίο Higgs

Ακούμε αυτή τη δήλωση συνεχώς, αλλά πως γίνεται ένα σωματίδιο να «δίνει» μάζα σε κάποιο άλλο. Το πεδίο Higgs είναι αυτό που προσδίδει μάζα σε στοιχειώδη σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια, τα νετρίνα και τα quarks.

Tο σωματίδιο Higgs είναι μια συνέπεια του πεδίου Higgs. Η ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs αποδεικνύει την ύπαρξη του πεδίου Higgs. Στα μαθηματικά που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να κατανοήσουν το μποζόνιο και το πεδίο Higgs, υπάρχει ένα τμήμα σε μια εξίσωση στο οποίο θεωρούν την ύπαρξη του μποζονίου Higgs, ως ενός σημειακού σωματιδίου που προκύπτει από την «συστροφή» του πεδίου Higgs στον εαυτό του – όπως ένας κόμπος στον ιστό της αράχνης. Οι φυσικοί δεν θεωρούν πως το μποζόνιο Higgs μπορεί να δίνει από μόνο του οιαδήποτε μάζα, όμως αλληλεπιδρώντας με τα άλλα σωματίδια, υποστηρίζουν ότι το πεδίο Higgs δημιουργεί «αντίσταση» στην κίνηση των σωματιδίων, και ως εκ τούτου προκύπτει η μάζα τους.

 

Παρανόηση 2η: Το πεδίο Higgs δημιουργεί την μάζα των πάντων.

Διόρθωση: Το πεδίο Higgs δημιουργεί τη μάζα του 1% της παρατηρήσιμης μάζας στο σύμπαν και πιθανώς όλης της σκοτεινής ύλης.

Το πεδίο Higgs ευθύνεται για την μάζα των quarks, από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που με τη σειρά τους σχηματίζουν τους πυρήνες των ατόμων. Η μάζα των quarks αντιπροσωπεύει μόνο το 1% της μάζας ενός πρωτονίου ή νετρονίου. Το υπόλοιπο 99% προέρχεται από την ενέργεια σύνδεσης των πρωτονίων και νετρονίων, μέσω της οποίας τα συστατικά τους (τα quarks) διατηρούνται συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Μπορεί να φαίνεται μικρό το ποσοστό της ύλης, η μάζα της οποίας καθορίζεται από το πεδίο Higgs, πρόκειται όμως για την μάζα των θεμελιωδών συστατικών του σύμπαντος. Το πεδίο Higgs έχει απίστευτες συνέπειες στη δομή των ατόμων και των μορίων. Χωρίς αυτό η μάζα των ηλεκτρονίων για παράδειγμα θα ήταν μηδενική και τα άτομα και εμείς μαζί θα είχαμε διαλυθεί.

Πέραν της γνωστής ύλης, υπάρχει και η σκοτεινή ύλη που αλληλεπιδρά ελάχιστα με την γνωστή μας ύλη, και αποτελεί το 80% της συνολικής ύλης του σύμπαντος. Επειδή έχει σημαντική μάζα πρέπει να αλληλεπιδρά με το πεδίο Higgs και αυτό είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην σημερινή έρευνα των υψηλών ενεργειών.

 

Παρανόηση 3η: Το μποζόνιο Higgs δημιουργεί το πεδίο Higgs

Διόρθωση: Το πεδίο Higgs δημιουργεί το μποζόνιο Higgs.

Το μποζόνιο Higgs είναι μια συνέπεια του πεδίου Higgs. To ίδιο το πεδίο γίνεται αισθητό ως θεμελιώδη σωμάτια στο πολύ πρώιμο σύμπαν, περίπου στο ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν μια θεμελιώδης συμμετρία το σύμπαντος – η ηλεκτρασθενής – έσπασε.

 

Παρανόηση 4η: Το πεδίο Higgs είναι αυτό που οι επιστήμονες ονόμαζαν στο παρελθόν αιθέρα.

Διόρθωση: Το πεδίο Higgs δεν είναι ένα μέσο. Είναι ένα πεδίο ενέργειας.

Στα τέλη του 1800 οι επιστήμονες αντιλαμβάνονταν τον αιθέρα ως το μέσο στο οποίο διαδίδονταν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ή το φως – όπως τα ηχητικά κύματα για να διαδοθούν χρειάζονται κάποιο μέσο (π.χ. αέρα). Η υπόθεση του αιθέρα εγκαταλείφθηκε οριστικά με την έλευση της θεωρίας της σχετικότητας του Einstein.

Όταν φυσικοί και συγγραφείς προσπαθούν να εξηγήσουν το πεδίο Higgs, το περιγράφουν σαν γλοιώδες – κολλώδες μέσο, στο οποίο τα σωματίδια συναντούν δυσκολία στην κίνησή τους και η αντίσταση που αισθάνονται δημιουργεί τη μάζα τους. Το πεδίο βέβαια δεν είναι κάποια κολλώδης επιβραδυντική ουσία. Δεν είναι ένα μέσο, αλλά μάλλον ένας τύπος ενέργειας που διαποτίζει ομοιόμορφα όλο το χώρο.

 

Παρανόηση 5η: Υπήρξε κάποια στιγμή που χαρακτηρίζεται ως η «στιγμή εύρηκα» για την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.

Διόρθωση: Δεν θα υπάρξουν ποτέ στιγμές εύρηκα για ανακαλύψεις όπως το μποζόνιο Higgs και το πεδίο Higgs στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων.

 

Η ανακάλυψη βασίζεται στη συνεχή συσσώρευση αποδεικτικών στοιχείων, τα οποία σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο θα θεωρηθούν αρκετά ισχυρά υπέρ της ύπαρξης του Higgs ή καλύτερα, η πιθανότητα πίσω από τα δεδομένα αυτά να κρύβεται κάτι άλλο θα είναι πολύ μικρή.

today.duke.edu

[Δροσος Γεωργιος]

Πιθανή η δημιουργία μιας νέας μορφής ύλης.

Δείγματα μιας ασυνήθιστης συμπεριφοράς εκ μέρους ορισμένων σωματιδίων που παράγονται, έχουν δώσει οι συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων και ιόντων μολύβδου στον επιταχυντή του CERN.

Οι νέες αυτές παρατηρήσεις, σύμφωνα με μερικούς επιστήμονες, αποτελούν ενδείξεις για τη δημιουργία, κατά τις συγκρούσεις, μιας νέας μορφής ύλης, η οποία πιθανώς συνίσταται σε ένα κύμα γκλουονίων που μοιάζει με υγρό. Οι ενδείξεις εντοπίστηκαν από τους ερευνητές του ανιχνευτή Compact Muon Solenoid (CMS) του CERN σε ένα δείγμα περίπου 2 εκατ. συγκρούσεων πρωτονίων-μολύβδου, όπου παρατηρήθηκαν να δημιουργούνται μερικά ζεύγη σωματιδίων, τα οποία περιέργως εκτοξεύτηκαν μακριά με τρόπο που υποδήλωνε μια αλληλοσυσχέτιση ανάμεσα στις κατευθύνσεις τους.

«Με κάποιον τρόπο, κινήθηκαν μετά τη σύγκρουση προς την ίδια κατεύθυνση, μολονότι δεν είναι ακόμα σαφές πώς μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Αυτό εξέπληξε πολλούς επιστήμονες, μεταξύ των οποίων εμάς», δήλωσε ο καθηγητής φυσικής Γκούντερ Ρόλαντ του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ, ο οποίος ήταν υπεύθυνος για την ανάλυση των δεδομένων που προέκυψαν από τις συγκρούσεις των υποατομικών σωματιδίων.

Κάτι ανάλογο είχε παρατηρηθεί από την ίδια ερευνητική ομάδα σε συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων προ διετίας περίπου, καθώς και μετά τη σύγκρουση ιόντων βαρέων μετάλλων όπως μολύβδου, χρυσού και χαλκού μεταξύ τους.

Αυτές οι συγκρούσεις βαρέων ιόντων π.χ. μολύβδου-μολύβδου (αλλά όχι μεταξύ πρωτονίων-μολύβδου) είναι γνωστό ότι παράγουν ένα κύμα πλάσματος κουάρκ-γκλουονίων, δηλαδή την «καυτή σούπα» που υπήρχε στο σύμπαν κατά τα πρώτα εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ-Μπανγκ). Αυτό το κύμα πλάσματος φαίνεται να ωθεί ορισμένα σωματίδια προς την ίδια κατεύθυνση.

Από την άλλη, μερικοί θεωρητικοί φυσικοί έχουν υποστηρίξει ότι οι συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων μπορεί να παράγουν ένα κύμα γκλουονίων σαν υγρό, που αποτελεί μια νέα μορφή ύλης (γνωστή ως «color-glass condensate»).

Είναι αυτή ακριβώς η -θεωρητική έως τώρα- ύλη που πιθανώς παρατηρήθηκε μετά τις συγκρούσεις πρωτονίων-ιόντων μολύβδου στο CERN. Πιστεύεται ότι τα σωματίδια αυτής της ύλης αλληλοεπηρεάζονται εξ αποστάσεως μέσω του μυστηριώδους φαινομένου της «κβαντικής εμπλοκής».

Από τον Ιανουάριο του 2013, οι ερευνητές του ανιχνευτή CMS σχεδιάζουν να κάνουν επί εβδομάδες μια σειρά νέων συγκρούσεων πρωτονίων-μολύβδου για να επιβεβαιώσουν αν όντως παράγεται αυτή η παράξενη υγρή μορφή ύλης στον επιταχυντή. Τα γκλουόνια είναι σωματίδια μηδενικής μάζας που ανταλλάσσονται μεταξύ των κουάρκ και είναι οι φορείς της δύναμης ισχυρής αλληλεπίδρασης, η οποία συγκρατεί τα υποατομικά σωματίδια μέσα στον πυρήνα. Τα πρωτόνια αποτελούν ένα από τα θεμελιώδη συστατικά των ατόμων, ενώ τα ιόντα μολύβδου είναι άτομα μολύβδου με 82 πρωτόνια το καθένα (χωρίς τα ηλεκτρόνιά τους).

Η σχετική επιστημονική δημοσίευση θα γίνει στο περιοδικό φυσικής «Physical Review B», ενώ έγινε ήδη η σχετική προδημοσίευση στο «arXiv».

http://www.defencenet.gr/defence/item/cern-%CF%80%CE%B9%CE%B8%CE%B1%CE%BD%CE%AE-%CE%B7-%CE%B4%CE%B7%CE%BC%CE%B9%CE%BF%CF%85%CF%81%CE%B3%CE%AF%CE%B1-%CE%BC%CE%B9%CE%B1%CF%82-%CE%BD%CE%AD%CE%B1%CF%82-%CE%BC%CE%BF%CF%81%CF%86%CE%AE%CF%82-%CF%8D%CE%BB%CE%B7%CF%82

[Δροσος Γεωργιος]

Όλα τα θεμελιώδη σωματίδια της ύλης «έχουν ήδη ανακαλυφθεί»

Από πόσα διαφορετικά θεμελιώδη σωματίδια αποτελείται η ύλη γύρω μας; Το ερώτημα απασχολεί τους φυσικούς εδώ και καιρό. Τώρα, Ευρωπαίοι ερευνητές εκτιμούν ότι, εφόσον ευσταθούν οι τελευταίες μετρήσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN,

το Σύμπαν δεν κρύβει άλλα τέτοια σωματίδια πέρα από τα 12 είδη που γνωρίζουμε. Και η βεβαιότητα για αυτό το συμπέρασμα φτάνει το 99,99999 τοις εκατό.

Ό,τι υπάρχει στο Σύμπαν πιστεύεται ότι αποτελείται από θεμελιώδη σωματίδια τα οποία χωρίζονται χονδρικά σε δύο κατηγορίες:

Η πρώτη είναι τα μποζόνια, τα οποία λειτουργούν ως φορείς των φυσικών δυνάμεων (για παράδειγμα, το φωτόνιο είναι φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης). Η δεύτερη είναι τα φερμιόνια, τα οποία είναι συστατικά της ύλης.

Για παράδειγμα, το ηλεκτρόνιο είναι φερμιόνιο, ενώ τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα των ατόμων αποτελούνται από συνδυασμούς διαφορετικών φερμιονίων που ονομάζονται κουάρκ.

Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής , η ύλη στο Σύμπαν αποτελείται από 12 είδη φερμιονίων. Αν συνυπολογίσουμε και τις διάφορες «ποικιλίες» κάθε είδους, προκύπτουν συνολικά 48 διαφορετικά φερμιόνια.

Άραγε, υπάρχουν στο Σύμπαν κι άλλα είδη φερμιονίων που περιμένουν να ανακαλυφθούν; Η απάντηση είναι όχι, σύμφωνα τουλάχιστον με μελέτη που δημοσιεύεται στην έγκριτη επιθεώρηση Physical Review Letters.

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i24/e241802

Η ομάδα του Μάρτιν Βίμπους, ερευνητή του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καρλσρούης, κατέληξε στο καθησυχαστικό αυτό συμπέρασμα βασιζόμενη στα τελευταία ευρήματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN.

Φέτος τον Απρίλιο, οι ερευνητές του CERN προχώρησαν στην ιστορική ανακοίνωση ότι ανίχνευσαν ένα νέο σωματίδιο το οποίο είναι πιθανότατα το περιβόητο μποζόνιο του Χιγκς. Οι αναλύσεις έδειξαν ότι η μάζα αυτού σωματιδίου είναι περίπου 136 GeV (γιγαηλεκτρονιοβόλτ, μονάδα μέτρησης της ενέργειας, η οποία σύμφωνα με τον Άινσταϊν είναι ισοδύναμη με την ύλη).

Η νέα μελέτη βασίζεται σε δύο παραδοχές: πρώτον, αν υπάρχουν άγνωστα φερμιόνια η μάζα τους θα είναι μεγάλη, τόσο μεγάλη ώστε τα σωματίδια αυτά δεν θα μπορούσαν να παραχθούν με τους σημερινούς επιταχυντές. Η δεύτερη παραδοχή είναι ότι το Χιγκς έχει πράγματι τη μάζα που μετρήθηκε στο CERN.

Συνδυάζοντας δεδομένα από τον LHC, τον αμερικανικό επιταχυντή Tevatron και άλλα πειράματα, οι ερευνητές υπολογίζουν ότι, αν υπήρχαν άγνωστα φερμιόνια, θα αλληλεπιδρούσαν με το Χιγκς, θα άλλαζαν τις ιδιότητές του και θα εμπόδιζαν έτσι την παρατήρησή του.

Με άλλα λόγια, το γεγονός ότι ανακαλύψαμε το Χιγκς σημαίνει ότι δεν υπάρχουν άγνωστα φερμιόνια.

Μάλιστα, το τελικό συμπέρασμα της στατιστικής ανάλυσης είναι ότι η ύπαρξη νέων φερμιονίων μπορεί να αποκλειστεί με ακρίβεια 5,3σ (τυπική απόκλιση), δηλαδή με βεβαιότητα 99,99999%.

Το αποτέλεσμα αυτό σίγορα φέρνει ανακούφιση στους σωματιδιακούς φυσικούς. Αυτό, όμως, δεν σημαίνει ότι όλα τα μυστήρια της ύλης έχουν λυθεί.

Μερικά φλέγοντα ερωτήματα που μένει να απαντηθούν: Γιατί άραγε η φύση φύση χρειάζεται 12 είδη φερμιονίων και όχι λιγότερα; Γιατί το Σύμπαν αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από ύλη και όχι από αντιύλη; Και ποια είναι η φύση της αόρατης «σκοτεινής ύλης», η οποία αλλά είναι πέντε φορές περισσότερη στο Σύμπαν από την η ύλη που βλέπουμε;

Αν είμαστε τυχεροί, ο LHC θα μπορέσει να δώσει λύση σε κάποια από αυτά τα μυστήρια.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231226571

 

Δείτε ακόμα: Ερωτήσεις και απαντήσεις για το μποζόνιο του Χιγκς

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231203470

Δείτε ακόμα: Τι μένει να ανακαλύψει ο LHC μετά το «σωματίδιο του Θεού»

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231226571

[Δροσος Γεωργιος]

Κλείνει για αναβάθμιση ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων.

Λίγους μήνες μετά την ιστορική ανακάλυψη ενός σωματιδίου που θα μπορούσε να είναι το μποζόνιο του Χιγκς, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) πρόκειται να τεθεί εκτός λειτουργίας στις 11 Φεβρουαρίου, προκειμένου να πραγματοποιηθούν εργασίες αναβάθμισης που θα διαρκέσουν δύο χρόνια.

Το γιγάντιο μηχάνημα θα επιστρέψει το 2015 πιο ισχυρό από ποτέ.

Η διετής παύση θα επιτρέψει την επιδιόρθωση προβλημάτων στον αρχικό σχεδιασμό του επιταχυντή, ο οποίος βρίσκεται κάτω από το CERN στα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

Οι εργασίες θα επιτρέψουν στον επιταχυντή να λειτουργήσει στη μέγιστη ονομαστική ισχύ των 14 TeV (το ηλεκτρονιοβόλτ είναι μονάδα μέτρησης της ενέργειας) σχεδόν διπλάσια από τη σημερινή του ισχύ.

Επιπλέον, οι μηχανικοί του CERN θα έχουν την ευκαιρία να επιθεωρήσουν το εσωτερικό των γιγάντιων ανιχνευτών του LHC (ATLAS, CMS, LHCb) έπειτα από τρία χρόνια λειτουργίας σε συνθήκες ακατάλληλες για ανθρώπους.

Αναβάθμιση χρειάζονται επίσης τα υπολογιστικά συστήματα του CERN προκειμένου να ανταποκριθούν στο φόρτο ενός ωκεανού δεδομένων.

Στο μεταξύ, πάντως, οι επιστήμονες δεν θα έχουν χρόνο για διακοπές. Έχουν ακόμα πολύ δουλειά να κάνουν στην ανάλυση των δεδομένων που έχουν συγκεντρωθεί στα προηγούμενα πειράματα, και ίσως περιέχουν περισσότερες ενδείξεις για το σωματίδιο που φαίνεται ότι είναι το μποζόνιο του Χιγκς.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231234127

 

Περίπου 200 Έλληνες επιστήμονες συμμετέχουν στο πείραμα CERN.

“Ζωντανό” κομμάτι του μεγαλύτερου πειράματος του κόσμου αποτελούν, παρόλα αυτά αναζητούν τα μικρότερα δυνατά σωματίδια που μπορούν να εμφανιστούν στη φύση και να εξηγήσουν, με την ύπαρξή τους, τον τρόπο με τον οποίο δημιουργήθηκε και υπάρχει το σύμπαν.

Είναι οι περίπου 200 Έλληνες επιστήμονες που συμμετέχουν στο πείραμα του CERN, του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών.

Αυτή τη στιγμή βρίσκονται στην αιχμή της επιστημονικής έρευνας και συναγωνίζονται ποιοτικά συναδέλφους τους από πολλές άλλες χώρες, χωρίς μάλιστα να διαθέτουν δεδομένα χρηματοδότησης αντίστοιχα με εκείνα των επιστημόνων από τις ΗΠΑ, τη Γερμανία, τη Γαλλία αλλά και την Ιταλία.

Ανάμεσά τους βρίσκεται, με αξιώσεις, το “νέο αίμα” της ελληνικής επιστημονικής έρευνας, διδακτορικοί φοιτητές, που εργάζονται ήδη στο σχετικό εγχείρημα.

Σε δεδομένα CERN, η ερευνητική ομάδα του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), στην οποία συμμετέχουν- μεταξύ άλλων- η καθηγήτρια του τμήματος Φυσικής Χαρά Πετρίδου, ο επίκουρος καθηγητής Δημήτρης Σαμψωνίδης και ο Λέκτορας Κωνσταντίνος Κορδάς, έχει κατασκευάσει το 10% των ανιχνευτών μυονίων, στον ανιχνευτή Atlas, όπου “αιχμαλωτίζονται” τα σωματίδια που προκύπτουν από τις συγκρούσεις πρωτονίων στον μεγάλο επιταχυντή.

Η συμμετοχή του εργαστηρίου Ατομικής και Πυρηνικής Φυσικής του ΑΠΘ σε πειράματα του CERN ξεκίνησε τη δεκαετία του '70, εντατικοποιήθηκε όμως ακόμη περισσότερο με το εγχείρημα του ανιχνευτή Atlas τη δεκαετία του '90.

Σήμερα, στο συγκεκριμένο πείραμα μετέχουν ομάδες από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και το Καποδιστριακό των Αθηνών, ενώ στον δεύτερο μεγάλο ανιχνευτή, που φέρει την ονομασία CMS, συνεργάζονται Έλληνες ερευνητές από τα Πανεπιστήμια Αθηνών και Ιωαννίνων.

“Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον από την ελληνική πλευρά και σημαντικά 'μυαλά' που διακρίνονται στις έρευνες. Σαφέστατα υπάρχει χώρος για τους Έλληνες επιστήμονες. Δεν υπολειπόμαστε ποιοτικά σε τίποτα έναντι των συναδέλφων μας από άλλες χώρες, εκτός από τα προβλήματα στη χρηματοδότηση καθώς διαρκώς εμείς πρέπει να αναζητούμε ευρωπαϊκά χρηματοδοτικά προγράμματα” αναφέρει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο κ. Κορδάς.

Μιλώντας για την κατασκευή τμήματος του Atlas από την ελληνική ομάδα σημειώνει: “Η κατασκευή των ανιχνευτών μυονίων είναι μία πολύ σημαντική συνεισφορά, καθώς τα μυόνια- σωματίδια σαν τα ηλεκτρόνια, που αποτελούν ουσιαστικά αντίγραφό τους- συνιστούν ένα πολύ καθαρό σήμα για τον εντοπισμό των σωματιδίων του Χιγκς. Τα τελευταία ανακαλύφθηκαν τον περασμένο χρόνο και τους αποδίδονται ιδιότητες που σχετίζονται με τη γέννηση του σύμπαντος. Αυτό σημαίνει ότι επειδή τα μυόνια ανιχνεύονται πολύ αποτελεσματικά προσφέρουν ιδανικές ευκαιρίες για μετρήσεις των σωματιδίων του Χιγκς”.

Περιγράφει, άλλωστε, την πειραματική διαδικασία με έναν ιδιαίτερο τρόπο ώστε να είναι απόλυτα κατανοητός στο ευρύ κοινό: “Οι ανιχνευτές μας είναι σαν κρεμμύδια με τρυπούλες. Από αυτές εισέρχονται τα πρωτόνια και συγκρούονται μεταξύ τους.

Κατά τη σύγκρουση προκύπτουν υποσωματίδια τα οποία 'ταξιδεύουν' από το εσωτερικό του κρεμμυδιού προς τα έξω (ηλεκτρόνια, μυόνια, νετρίνα, Χιγκς). Σε κάθε στρώμα του 'κρεμμυδιού' υπάρχουν ανιχνευτές, ευαίσθητα ηλεκτρονικά συστήματα, τα οποία καταγράφουν το φορτίο που προκύπτει από το πέρασμα ενός σωματιδίου”.

Μιλώντας για το στάδιο στο οποίο βρίσκεται η έρευνα στο CERN σχολιάζει πως μετά την επιβεβαίωση της ύπαρξης του καινούριου σωματιδίου, αναζητούνται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του.

“Όλα δείχνουν ότι τα ερευνητικά δεδομένα ταιριάζουν στην περιγραφή του σωματιδίου του Χιγκς, κάτι που είναι πάρα πολύ ωραίο για την ανθρώπινη σκέψη. Το πρόβλημα, όμως, που παραμένει και καλείται να επιλύσει το σωματίδιο αυτό είναι εκείνο του βάρους, της μάζας και της δομής των υποσωματιδίων. Για παράδειγμα, δεν μπορούμε να εξηγήσουμε ακόμη πώς είναι δυνατόν το μυόνιο και το ηλεκτρόνιο, που είναι και τα δύο στοιχειώδη σωματίδια, δηλαδή δεν αποτελούνται από άλλα μικρότερα σωματίδια, να έχουν διαφορετική μάζα. Είναι χαρακτηριστικό ότι το μυόνιο ζυγίζει 200 φορές περισσότερο από το ηλεκτρόνιο” σχολιάζει.

Για τα ερωτήματα που απομένουν να απαντηθούν στο πλαίσιο της παγκόσμιας έρευνας, ο κ. Κορδάς απαντά χαρακτηριστικά: “Τι να σας λέμε εμείς; Ότι εξηγούμε όλο το σύμπαν; Εξηγούμε μόνο το 4% από αυτό, συνεπώς μένουν ακόμη πολλά να αποσαφηνιστούν”.

Ως παράδειγμα ενός από τα πιο σημαντικά και θεμελιώδη ερωτήματα, θέτει εκείνο της σκοτεινής ενέργειας, δηλαδή της ύλης από την οποία αποτελείται το 60% του σύμπαντος: “Από το 1900 γνωρίζουμε ότι το σύμπαν διαστέλλεται. Τα τελευταία δέκα χρόνια, όμως, ανακαλύψαμε ότι διαστέλλεται όλο και πιο γρήγορα.

Αυτό σημαίνει ότι κάποιος βάζει ενέργεια σε αυτό, σαν να το 'φουσκώνει'. Ακόμη δεν γνωρίζουμε τι ακριβώς είναι αυτή η ενέργεια.

Επίσης, από τον τρόπο που κινούνται τα αστέρια στις παρυφές των γαλαξιών συμπεραίνουμε, με βάση και το νόμο της βαρύτητας, ότι θα πρέπει να υπάρχει κάπου εκεί και άλλη ύλη, απλώς δεν τη βλέπουμε. Δεν ξέρουμε τι είναι. Στα πειράματά μας μπορεί να παράγουμε διάφορα σωματίδια κάποια από τα οποία ενδέχεται να έχουν τα χαρακτηριστικά της σκοτεινής ύλης και να μην αλληλεπιδρούν με τα υπόλοιπα”.

Μια πρώτη “γεύση” από τα σχετικά πειράματα και την ανίχνευση σωματιδίων, παίρνουν αυτές τις μέρες 51 φοιτητές από την Ελλάδα, την Ιταλία, τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία, την Ινδία, την Τουρκία, την Ουγγαρία, την Πολωνία, τη Γαλλία και άλλες χώρες, οι οποίοι συμμετέχουν σε διεθνές σχολείο για τα συστήματα επιλογής και συλλογής δεδομένων, στο Κέντρο Διάδοσης Ερευνητικών Αποτελεσμάτων του ΑΠΘ. Σε ένα από τα πολυάριθμα πειράματα, πάνω στα οποία θα εκπαιδευτούν για μία εβδομάδα, παρακολουθούν το “ταξίδι” ενός σωματιδίου μέσα από πλαστικές πλάκες, όπου αποτυπώνεται το φορτίο τους. Στη συνέχεια, όπως αναφέρει ο κ. Κορδάς, το σωματίδιο παράγει φως που συγκεντρώνεται σε φωτοπολλαπλασιαστές, ηλεκτρονικές συσκευές που χρησιμοποιούνται ως ανιχνευτές για να επιβεβαιώσουν την παρουσία του σωματιδίου.

Οι λεπτομέρειες είναι πολλές και σύνθετες, όμως το αντικείμενο προσφέρει πολλές συγκινήσεις στους νέους, επίδοξους επιστήμονες και γενικά σε όσους εργάζονται στον συγκεκριμένο τομέα της έρευνας. “Είναι φανταστική η εμπειρία της συμμετοχής στο πείραμα του CERN. Όποιος τη ζει, γνωρίζει ότι δουλεύει για κάτι που παράγει νέα γνώση και η αίσθηση αυτή είναι πολύ ωραία” τονίζει ο κ. Κορδάς.

Υπόσχεται δε ότι η προσπάθεια αυτή θα έχει και συνέχεια και δίνει “ραντεβού” σε δύο με τρία χρόνια, και πάλι στο CERN, για την αναβάθμιση του συστήματος επιλογής και συλλογής των δεδομένων του Atlas. Το σχετικό πρόγραμμα, στο οποίο συμμετέχει το εργαστήριο του ΑΠΘ μαζί με τα πανεπιστήμια της Πίζας και των Παρισίων και αφορά την κατασκευή των νέων ηλεκτρονικών συστημάτων του ανιχνευτή, ξεκινά σήμερα και επιφυλάσσεται για νέες καλές ειδήσεις από τους Έλληνες επιστήμονες στο μέλλον!

http://www.defencenet.gr/defence/item/%CF%80%CE%B5%CF%81%CE%AF%CF%80%CE%BF%CF%85-200-%CE%AD%CE%BB%CE%BB%CE%B7%CE%BD%CE%B5%CF%82-%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE%CE%BC%CE%BF%CE%BD%CE%B5%CF%82-%CF%83%CF%85%CE%BC%CE%BC%CE%B5%CF%84%CE%AD%CF%87%CE%BF%CF%85%CE%BD-%CF%83%CF%84%CE%BF-%CF%80%CE%B5%CE%AF%CF%81%CE%B1%CE%BC%CE%B1-cern

[Δροσος Γεωργιος]

Η αστάθεια του σύμπαντος και το μποζόνιο Higgs.

“Είναι το μποζόνιο Higgs ένας προάγγελος της αποκάλυψης; Ναι, σύμφωνα με μια θεωρία που διατυπώθηκε πριν από τριάντα και πλέον χρόνια και βρίσκεται πίσω από ειδήσεις αυτής της εβδομάδας.

Η τιμή της μάζας του σωματιδίου Higgs που ανακοινώθηκε πέρυσι το καλοκαίρι βρίσκεται σε συμφωνία με μια θεωρία που υποστηρίζει ότι το σύμπαν μας βρίσκεται στα όρια της σταθερότητάς του – όπως ένα μολύβι ισορροπεί κατακόρυφα στην λεπτή μύτη του. «Μπορεί ο κόσμος στον οποίο ζούμε να είναι εγγενώς ασταθής. Ίσως σε κάποια στιγμή μετά από δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα, να εξαφανιστούν τα πάντα» δήλωσε ο Joseph Lykken, από το Fermi National Accelerator Laboratory στο ετήσιο συνέδριο του Αμερικάνικου Συνδέσμου για την Προώθηση των Επιστημών.

Το σενάριο αυτό βρίσκεται στα χέρια των φυσικών εδώ και χρόνια – από το 1982 – όταν οι θεωρητικοί Michael Turner και Frank Wilczek δημοσίευσαν την εργασία τους στο Nature με τίτλο: “Is our vacuum metastable?“.

http://ctp.lns.mit.edu/Wilczek_Nature/%2872%29vacuum_metastable.pdf

Οι ερευνητές δείχνουν ότι το κενό μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές ενεργειακές καταστάσεις, και η πιο σταθερή από αυτές αντιστοιχεί στην χαμηλότερη ενέργεια. Το πρόβλημα προκύπτει αν δεν βρισκόμαστε σ’ αυτήν, και ζούμε σε μια προσωρινά σταθερή κατάσταση η οποία τελικά πρόκειται να καταρρεύσει. Σύμφωνα με τον Lykken:

«το σύμπαν τείνει να βρεθεί σε μια διαφορετική κατάσταση και μια μικρή φυσαλίδα κενού μπορεί να εξελιχθεί σε ένα εναλλακτικό σύμπαν που θα εξαπλωθεί καταστρέφοντας τα πάντα».

Το φαινόμενο σήραγγας μεταξύ κενών είναι μια ιδέα παρόμοια με το υπέρθερμο νερό και τον σχηματισμό φυσαλίδων σ’ αυτό (διαβάστε λεπτομέρειες για τέτοιου είδους πρώτης τάξης μεταβάσεις μεταξύ δυο φάσεων ΕΔΩ:

diracseashore.wordpress.com via motls.blogspot.com)

Tο υπέρθερμο νερό, στο βίντεο που ακολουθεί, εκρήγνυται όταν σ’ αυτό προστίθενται προσμίξεις, όπως ζάχαρη – ελπίζουμε να μην υπάρχει κοσμική ζάχαρη)

Είναι γνωστό πως το πεδίο Higgs ευθύνεται για την μάζα θεμελιωδών σωματιδίων. Το πεδίο Higgs διαποτίζει ομοιόμορφα το κενό και η μάζα του μποζονίου του είναι άμεσα συνυφασμένη με την σταθερότητα του κενού. Η θεωρία προέβλεπε πως αν το μποζόνιο Higgs είχε μάζα μεγαλύτερη από 129 GeV, τότε το σύμπαν είναι «ασφαλές». Όμως τον Ιούνιο του 2012 οι ερευνητές του CERN ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός σωματιδίου που μοιάζει πολύ με το Higgs, με μάζα 126 GeV – αρκετά ελαφρύ ώστε να αυξηθεί ο φόβος της αστάθειας του σύμπαντος. (Στο συνέδριο Moriond , στις αρχές Μαρτίου, αναμένεται να ανακοινωθεί ακριβέστερη τιμή για τη μάζα του μποζονίου Higgs).

http://moriond.in2p3.fr/

Όμως υπάρχει ελπίδα για το γνωστό μας σύμπαν. Κάποιοι θεωρητικοί φυσικοί επισημαίνουν ότι η σχέση μεταξύ της μάζας του Higgs και του κενού χώρου εξαρτάται από τη μάζα του top κουάρκ.

Αν η μάζα του top κουάρκ είναι διαφορετική τότε η σταθερότητα του σύμπαντος ζει και βασιλεύει. Σύμφωνα με άλλους ερευνητές η θεωρία της υπερσυμμετρίας, σύμφωνα με την οποία κάθε γνωστό σωματίδιο αντιστοιχεί σε ένα βαρύτερο υπερσυμμετρικό – και αν ισχύει κάτι τέτοιο και για το Higgs – τότε αυτό θα μπορούσε να μας «σώσει από την καταστροφή».

Οι ανησυχίες θα παραμείνουν ανεπιβεβαίωτες προς το παρόν. Ο LHC κλείνει για αναβάθμιση και θα λειτουργήσει μετά από δύο χρόνια, με καλύτερη απόδοση και σε υψηλότερες ενέργειες, που πιθανόν να αποκαλύψουν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, τους υπερ-συντρόφους.

newscientist.com

http://physicsgg.me/2013/02/22/%ce%b7-%ce%b1%cf%83%cf%84%ce%ac%ce%b8%ce%b5%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%bf%cf%82-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%cf%84%ce%bf-%ce%bc%cf%80%ce%bf%ce%b6%cf%8c%ce%bd/

[Δροσος Γεωργιος]

Ακόμη ένα βήμα πιο κοντά στο μποζόνιο.

Ενα βήμα προς το «εύρηκα» έχουν κάνει οι επιστήμονες του CERN, στον αγώνα για τον εντοπισμό του μποζονίου του Χιγκς. Το σωματίδιο που μοιάζει στο μποζόνιο του Χιγκς συγκεντρώνει περισσότερες πιθανότητες σήμερα να είναι τελικά αυτό σε σχέση με οκτώ μήνες πριν, όταν είχαν γίνει οι πρώτες ανακοινώσεις για την ύπαρξή του. Γεγονός είναι πάντως ότι οι επιστήμονες του CERN έχουν τώρα στη διάθεσή τους τριπλάσια στοιχεία. «Το κλειδί για να μπορέσουμε να επιβεβαιώσουμε ότι το σωματίδιο είναι ένα μποζόνιο του Χιγκς είναι η μέτρηση της ιδιοστροφορμής του (σ.σ.: ιδιότητα του σωματιδίου)» δήλωσε στη «Ρεπούμπλικα» ο διευθυντής ερευνών του CERN Σέρτζιο Μπερτολούτσι.

«Οι νέες μετρήσεις ενισχύουν την υπόθεση ότι το σωματίδιο έχει μηδενική ιδιοστροφορμή, όπως θα περιμέναμε να έχει το μποζόνιο του Χιγκς. Δεν μπορούμε, ωστόσο, ακόμη να αποκλείσουμε εντελώς την υπόθεση ότι η ιδιοστροφορμή είναι ίση με δύο» σημείωσε. Σύμφωνα με τον ιταλό επιστήμονα, εάν επιβεβαιωθεί η μέτρηση της μηδενικής ιδιοστροφορμής τότε ο ίδιος και οι συνάδελφοί του θα μπορέσουν να πουν με βεβαιότητα ότι το σωματίδιο είναι ένα σωματίδιο του Χιγκς.

«Λέω ένα Χιγκς γιατί δεν έχουμε ακόμη αρκετές αποδείξεις. Γι' αυτό θα χρειαστούν ακόμη πολλά χρόνια μελέτης».

Βαθιά μέσα τους οι φυσικοί αισθάνονται ότι πρόκειται για το πολυπόθητο μποζόνιο. Ομως στην πραγματική επιστήμη η αίσθηση και το συναίσθημα παραχωρούν την πρώτη θέση στη σπουδαιότητα των δεδομένων. Επομένως, είναι οι ίδιοι αυτοί φυσικοί, δύο και τρεις γενιές μετά τον Πίτερ Χιγκς, που παραδέχονται ότι χρειάζεται ακόμη περισσότερη δουλειά, ακόμη περισσότερη ανάλυση για να αποκαλυφθούν οι ψυχροί αριθμοί που θα υποδηλώνουν την ύπαρξη του μποζονίου.

Δεν είναι απλό πράγμα να αντιληφθείς τη στιγμιαία ύπαρξη ενός σωματιδίου και ενός πεδίου που δρα με τέτοιον τρόπο ώστε ο κόσμος, ο ορατός με γυμνό μάτι, και ο απίστευτα απόμακρος στις εσχατιές του Σύμπαντος, να έχει οντότητα - κοινώς μάζα.

Ούτε όμως και ο τεχνολογικός εξοπλισμός στο CERN είναι κάτι απλό. Το παράδοξο είναι πως ακόμη κι αν φανεί στο τέλος ότι δεν έχουμε να κάνουμε με το μποζόνιο αλλά με κάτι άλλο, τη θέση της απογοήτευσης θα διαδεχθεί η έκπληξη για κάτι απρόβλεπτο, το ίδιο ή περισσότερο ενδιαφέρον.

«Δεν έχω κανέναν ενδοιασμό να σας πω ότι πρόκειται για το μποζόνιο του Χιγκς», λέει ορθά κοφτά ο Τζόε Ινκαντέλα, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας και επικεφαλής της μίας εκ των δύο πολυπληθών ομάδων επιστημόνων στο CERN - του CMS - που αφοσιώθηκαν στον εντοπισμό του.

Και αν τελικά δεν είναι, προσθέτει, «δεν θα μασήσω τα λόγια μου. Μπροστά μας θα έχουμε κάτι ακόμη πιο ενδιαφέρον». Τα πράγματα θα ήταν απλούστερα αν αυτό το σωματίδιο μπορούσε να φανεί σε μια οθόνη με ένα διακριτικό χρώμα λέγοντας «εδώ είμαι».

Θεωρητικά μπορεί κανείς να το φανταστεί έτσι. Καθώς η ύπαρξή του είναι αλληλένδετη με ένα πεδίο, σαν μία θάλασσα, ό,τι περνάει από εκεί μέσα σταματά, επιβραδύνει, και από άυλο αποκτά υλική υπόσταση. Κάποια σωματίδια δεν σκοντάφτουν στον ιστό του πεδίου. Ή μάλλον, δεν σκόνταψαν. Συνέβησαν αυτά στις απαρχές δημιουργίας του κόσμου με τέτοια ταχύτητα την οποία αδυνατεί να κατανοήσει ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Από εκείνη τη διαδικασία προέκυψαν τα πάντα, ή σχεδόν τα πάντα.

Αν διαπιστωθεί η ύπαρξή του θα αποδειχθεί η ορθότητα ενός συλλογισμού για το πού βαδίζουμε. Ο συλλογισμός χτίστηκε έπειτα από δεκαετίες σκέψης και θα ανοίξει ένα παράθυρο για την κατανόηση πραγμάτων ακόμη πιο περίπλοκων, που προς το παρόν κανείς δεν είναι σε θέση να καταλάβει.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο είναι ένα γερό θεωρητικό υπόβαθρο που ερμηνεύει πολλά πράγματα που συμβαίνουν γύρω μας. Είναι η σύγχρονη φυσική που εκφράζεται με δύσκολες έννοιες, αλλά δεν είναι άσχετη με την καθημερινότητά μας. Χάρη και σε αυτό στέλνουμε ρομπότ σε πλανήτες του ηλιακού συστήματος που έχουν τεχνολογίες με αντίκρισμα στην καθημερινότητα.

Χάρη στις αποστολές «Απόλλων» γεννήθηκαν οι οικιακές συσκευές.

Ομως το τι συνέβη με το μποζόνιο πριν από 13,4 δισεκατομμύρια χρόνια αποτελεί μυστήριο.

Στο CERN έγιναν όλον αυτό τον καιρό περί τις 2.000 τρισεκατομμύρια συγκρούσεις υποατομικών σωματιδίων ώστε να πάρουμε μια ιδέα του τι μπορεί να συνέβη και γιατί, εκείνη τη σκοτεινή περίοδο. Ο όγκος των δεδομένων είναι κολοσσιαίος. Ακόμη και η ανίχνευση του σωματιδίου σε μάζες που «φτάνουν» στα ασυνήθιστα υψηλά νούμερα των 126,6 δισ. ηλεκτροβόλτ ή 125,8 δισ. ηλεκτροβόλτ είναι σημαντική για την απόδειξη της ύπαρξής του αλλά και της κατανόησης ενός πλέγματος ενεργειών που ράβουν και ξηλώνουν ένα ακατανόητο Σύμπαν.

Θα είναι η αρχή μιας μακρόχρονης αναζήτησης. Το Σύμπαν δεν είναι ένα στατικό τοπίο όπου σκαρφαλώνεις ένα βουνό και λες πως ανακάλυψες μία καινούργια γη μπροστά σου.

Είναι ενέργεια και δυνάμεις που δημιουργούν ακατανόητα προς το παρόν φαινόμενα.

Στην φωτογραφία ο Πίτερ Χιγκς, στο κέντρο, ομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, ήταν ένας απο τους πρώτους που πρότειναν την ύπαρξη του σωματιδίου. Απο αριστερά εικονίζονται φυσικοί στο CERN που τέθηκαν επικεφαλής στις προσπάθειες για τον εντοπισμό του μποζονίου: Σάου Λαν Γου, Τζόε Ινκαντέλα, Φαμπιόλα Τζιανιότι και Γκουίντο Τονέλι

http://www.tanea.gr/news/world/article/5005062/akomh-ena-bhma-pio-konta-sto-mpozonio/

[Δροσος Γεωργιος]

O Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων αναβαθμίζεται.

Ο πρώτος στόχος του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider – LHC) στο CERN στέφθηκε με επιτυχία:

Το μποζόνιο Higgs ανιχνεύθηκε.

http://physicsgg.me/2012/07/04/%CF%84%CE%BF-cern-%CE%B1%CE%BD%CE%B1%CE%BA%CE%BF%CE%B9%CE%BD%CF%8E%CE%BD%CE%B5%CE%B9-%CF%84%CE%B7%CE%BD-%CE%B1%CE%BD%CE%B1%CE%BA%CE%AC%CE%BB%CF%85%CF%88%CE%B7-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%BC%CF%80%CE%BF/

Τώρα άρχισε η αναβάθμισή του έτσι ώστε να διπλασιαστεί η ισχύς του, με στόχο την επιβεβαίωση (ή μη) της υπερσυμμετρίας,

http://physicsgg.me/2011/01/03/%CE%B7-%CF%85%CF%80%CE%B5%CF%81%CF%83%CF%85%CE%BC%CE%BC%CE%B5%CF%84%CF%81%CE%B9%CE%B1/

αλλά και την παρατήρηση της σκοτεινής ύλης.

http://physicsgg.me/2012/10/27/%CF%84%CE%BF-%CE%BA%CF%85%CE%BD%CE%AE%CE%B3%CE%B9-%CF%84%CE%B7%CF%82-%CE%B1%CF%8C%CF%81%CE%B1%CF%84%CE%B7%CF%82-%CF%83%CE%BA%CE%BF%CF%84%CE%B5%CE%B9%CE%BD%CE%AE%CF%82-%CF%8D%CE%BB%CE%B7%CF%82/

Ο επιταχυντής αποτελείται από ένα κυκλικό τούνελ διαμέτρου 27 χιλιομέτρων σε βάθος 175 μέτρων κάτω από το έδαφος, στα γαλλοελβετικά σύνορα έξω από τη Γενεύη. Μετά την αναβάθμιση οι επιστήμονες θα έχουν τη δυνατότητα να πραγματοποιούν συγκρούσεις πρωτονίων με συνολική ενέργεια 13 τέρα-ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), αντί για 8 που ίσχυε έως τώρα.

Για να το επιτύχουν αυτό, θα αλλάξουν 10.000 συνδέσεις και ορισμένους μαγνήτες, θα εγκαταστήσουν 5.000 μονωτικά συστήματα και θα πραγματοποιήσουν 10.170 δοκιμές διαρροών και 18.000 ηλεκτρικά τεστ.

Τα έργα αναβάθμισης, που αναμένονται να ολοκληρωθούν στις αρχές του 2015, θα κοστίσουν περίπου 82 εκατομμύρια ευρώ.

Το CERN έχει δεχθεί κριτικές για αυτή την αναβάθμιση, καθώς στην πραγματικότητα πρόκειται περισσότερο περί επισκευής. Το αρχικό σχέδιο για την ολοκλήρωση του επιταχυντή το 2008 έκανε λόγο για συγκρούσεις ενέργειας 14 TeV, αλλά ένα ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα οδήγησε στην έκρηξη έξι τόνων υγρού ηλίου σε ένα από τα τούνελ. Από τότε οι επιστήμονες δε λειτούργησαν το σύστημα σε αυτό το επίπεδο ενέργειας υπό το φόβο ενός νέου ατυχήματος.

Η πρόσφατη επιτυχία της ανακάλυψης του μποζονίου Higgs αποτέλεσε μία καλή ευκαιρία για το CERN να δικαιολογήσει αυτές τις εργασίες, ώστε να επιτευχθούν στο μέλλον οι κύριοι στόχοι του, ήτοι η εξερεύνηση της σκοτεινής ύλης και της θεωρίας της υπερσυμμετρίας.

«Σκοπεύουμε να ανακαλύψουμε κάτι τελείως νέο που θα αλλάξει την κατανόηση του σύμπαντός μας. Είμαστε στο κατώφλι ανακάλυψης πολλών νέων σωματιδίων», δήλωσε η Πίππα Γουέλς, μέλος της ομάδας ATLAS του CERN. «Η υπερσυμμετρική εκδοχή του Κλασσικού Μοντέλου προβλέπει ουσιαστικά τα διπλάσια στοιχειώδη σωματίδια, αφού τα υπάρχοντα σωματίδια όπως τα γλουόνια και τα πρωτόνια δεν μπορούν να είναι υπερσυμμετρικά ζεύγη μεταξύ τους», πρόσθεσε

Βίντεο: Πως γίνεται η επισκευή – αναβάθμιση του LHC

http://physicsgg.me/2013/04/03/o-%ce%bc%ce%b5%ce%b3%ce%ac%ce%bb%ce%bf%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae%cf%82-%ce%b1%ce%b4%cf%81%ce%bf%ce%bd%ce%af%cf%89%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%b2%ce%b1%ce%b8/

 

Nέος τύπος επιταχυντή σωματιδίων … βασισμένος σε σύστημα λέιζερ

Διεθνής ομάδα φυσικών πρότεινε ένα νέο επαναστατικό σύστημα λέιζερ, εμπνευσμένο από τις τεχνολογίες τηλεπικοινωνιών, για την παραγωγή της νέας γενιάς επιταχυντών σωματιδίων, όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του CERN.

Το Διεθνές Δίκτυο Συνεκτικής Ενίσχυσης (ICAN) δημιούργησε ένα νέο σύστημα λέιζερ αποτελούμενο από μαζικές συστοιχίες λέιζερ οπτικών ινών, τόσο για θεμελιώδη έρευνα σε εργαστήρια όπως το CERN, όσο και για εφαρμογές όπως η θεραπεία πρωτονίων και η πυρηνική μεταστοιχείωση.

Τα λέιζερ έχουν τη δυνατότητα παροχής ενεργειακών «εκρήξεων» της τάξης των petawatts, ή αλλιώς ενέργειας χίλιες φορές μεγαλύτερης από όλα τα εργοστάσια ηλεκτρισμού του κόσμου, σε απειροελάχιστο χρονικό διάστημα (μικρότερο από 10-15 δευτερόλεπτα).

Οι συμβατικοί επιταχυντές έχουν ήδη σημαντικές εφαρμογές, όπως στην αντικαρκινική θεραπεία πρωτονίων ή τη δραστική μείωση του χρόνου ζωής επικίνδυνων πυρηνικών αποβλήτων. Ωστόσο, υπάρχουν δύο μεγάλα εμπόδια που αποτρέπουν την ευρεία χρήση λέιζερ υψηλής έντασης στο κοντινό μέλλον.

Το πρώτο εμπόδιο είναι το γεγονός ότι τα λέιζερ υψηλής έντασης συχνά λειτουργούν μόνο σε ρυθμό ενός παλμού λέιζερ το δευτερόλεπτο, ενώ για πρακτικές εφαρμογές θα χρειαζόταν ρυθμός δεκάδων χιλιάδων παλμών το δευτερόλεπτο.

Το δεύτερο εμπόδιο είναι ότι τα λέιζερ ιδιαίτερα υψηλής έντασης είναι διαβόητα για τη χαμηλή απόδοση που εμφανίζουν, παράγοντας ισχύ εξόδου λιγότερη από 1% της ισχύς εισόδου.

Οι οραματιζόμενες εφαρμογές θα απαιτούσαν ισχύ εξόδου δεκάδων κιλοβάτ ή και μεγαβάτ, συνεπώς η παραγωγή της ισχύς εισόδου θα ήταν οικονομικά και πρακτικά ανέφικτη.

Για την αντιμετώπιση αυτών των εμποδίων συστάθηκε με κοινοτική χρηματοδότηση το κονσόρτσιουμ ICAN, το οποίο συντονίζει η Πολυτεχνική Σχολή του Παρισιού και στο οποίο συμμετέχουν το CERN, τα ερευνητικά κέντρα οπτοηλεκτρικής των Πανεπιστημίων του Σαουθάμπτον και της Ιένα, καθώς και άλλα δώδεκα σημαντικά εργαστήρια από όλο τον κόσμο.

Ο στόχος του ICAN είναι να αντικαταστήσει το συμβατικό μονολιθικό ενισχυτή που τυπικά εξοπλίζει τα λέιζερ, με ένα δίκτυο ενισχυτών και τηλεπικοινωνιακών εξαρτημάτων οπτικών ινών. Σύμφωνα με τον δρ. Μπιλ Μπρόκλσμπι του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον, ένα συνεκτικά ενισχυμένο λέιζερ υψηλής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιήσει χιλιάδες οπτικές ίνες, κάθε μία από τις οποίες θα φέρει ένα μικρό ποσοστό της συνολικής ενέργειας του λέιζερ. Η ισχύς εξόδου θα είναι αρκετή ώστε το λέιζερ να επιταχύνει ηλεκτρόνια σε ενέργειες αρκετών γιγα-ηλεκτρονιοβόλτ (GeV).

Το γεγονός αυτό προσφέρει τη δυνατότητα χρησιμοποίησης δοκιμασμένων τηλεπικοινωνιακών στοιχείων όπως τα οπτικά λέιζερ. Τα οπτικά λέιζερ έχουν εξαιρετική απόδοση λόγω της άντλησης ενέργειας από εξωτερική πηγή, ενώ παρέχουν επίσης αρκετά μεγαλύτερη επιφάνεια ψύξης και επομένως δυνατότητα λειτουργίας σε υψηλότερο ρυθμό.

http://physicsgg.me/2013/04/02/n%ce%ad%ce%bf%cf%82-%cf%84%cf%8d%cf%80%ce%bf%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b9%ce%b4%ce%af%cf%89%ce%bd-%ce%b2%ce%b1%cf%83%ce%b9/

[Δροσος Γεωργιος]

Η μετονομασία του σωματιδίου Higgs.

Τη μετονομασία του σωματιδίου Χιγκς, που έχει πάρει το όνομά του από τον Βρετανό φυσικό Πίτερ Χιγκς το 1964, ζητούν επιστήμονες, που επίσης συνέβαλαν την ίδια περίπου εποχή στη θεωρητική ανακάλυψη, ανεξάρτητα από τον καθηγητή του πανεπιστημίου του Εδιμβούργου.

Η «καμπάνια» μετονομασίας κερδίζει σιγά-σιγά έδαφος σε ορισμένες χώρες, όπως η Γαλλία, όπου σε ένα επιστημονικό συνέδριο τον προηγούμενο μήνα οι φυσικοί κλήθηκαν να μη χρησιμοποιούν το όνομα «Χιγκς» για το σωματίδιο.

Ο 76χρονος Αμερικανός συνάδελφός του Χιγκς, καθηγητής Καρλ Χέιγκεν, ο οποίος έχει συμβάλει στην ανακάλυψή του, θεωρεί ότι το σωματίδιο πρέπει να φέρει ένα όνομα τέτοιο που να μην ταυτίζεται μόνο με έναν από τους επιστήμονες που είχαν την αρχική ιδέα για την ύπαρξή του.

Η πρόταση αυτή -με την οποία δεν φαίνεται να είναι αντίθετος ο ίδιος ο 83χρονος Χιγκς- έρχεται να αναζωπυρώσει μια μακροχρόνια διαμάχη γύρω από την ανακάλυψη του συγκεκριμένου σωματιδίου (μποζονίου), το οποίο προσδίδει μάζα στα άλλα σωματίδια της ύλης.

Η ανίχνευση του σωματιδίου από τον επιταχυντή του CERN ανακοινώθηκε επίσημα πέρυσι.

Το μεγάλο διακύβευμα είναι το φετινό βραβείο Νόμπελ Φυσικής, που φημολογείται ότι ίσως δοθεί για την ανακάλυψη του εν λόγω σωματιδίου.

Το πρόβλημα είναι ότι μόνο έως τρεις εν ζωή επιστήμονες μπορούν να τιμηθούν με το ίδιο βραβείο, ενώ στη συγκεκριμένη περίπτωση υπάρχουν πέντε ζωντανοί επιστήμονες που ανεξάρτητα από τον Χιγκς κατέληξαν σε παρόμοια συμπεράσματα και διεκδικούν επίσης αυτή την τιμή (πέραν των Χιγκς και Χέιγκεν, είναι οι Φρανσουά Ενγκλέρ, Τζέραλντ Γκούρανλνικ και Τομ Κιμπλ, ενώ ο Ρομπέρ Μπρουτ πέθανε το 2011).

Οι Βέλγοι Ενγκλέρ και Μπρουτ μάλιστα είχαν δημοσιεύσει τη δική τους θεωρητική εργασία λίγο πριν τον Χιγκς. Ο 80χρονος Ενγκλέρ, που σιγοντάρει τον αγώνα του Χέιγκεν, δήλωσε στους «Τάιμς του Λονδίνου» ότι «η ονομασία Χιγκς είναι λανθασμένη για αυτό το σωματίδιο, επειδή ήταν δική μας εργασία (σ.σ. με τον Μπρουτ), που πρώτη περιέγραφε το μηχανισμό και τη δομή του. Ίσως το όνομα δεν θα έπρεπε να παίζει ρόλο, αλλά δεν είναι ευχάριστο να αγνοείται η σημαντική δουλειά που έχεις κάνει».

«Πάντα πίστευα ότι το όνομα (σ.σ. του σωματιδίου) δεν ήταν το αρμόζον. Το να ξεχωρίζεις τον ένα (σ.σ. επιστήμονα), περιθωριοποιεί τη συνεισφορά των άλλων που συμμετείχαν στην ανακάλυψη. Αν και δεν ξεκίνησα αυτή την πρωτοβουλία για να αλλάξει το όνομα, την καλωσορίζω», δήλωσε ο Καρλ Χέιγκεν, σύμφωνα με το BBC.

«Ο Πίτερ Χιγκς αντιμετωπίστηκε ως ένα είδος «ροκ σταρ» και οι υπόλοιποι από εμάς με το ζόρι αναγνωριστήκαμε από το μεγαλύτερο μέρος του ακροατηρίου. Είναι προφανές πως ο Πίτερ Χιγκς ήταν το κυρίαρχο όνομα εξαιτίας του γεγονότος ότι το όνομά του σχετίστηκε με τα μποζόνιο», πρόσθεσε ο αμερικανός καθηγητής. Το παράπονό του αναφέρεται στην περυσινή εκδήλωση για την ανακοίνωση της ανακάλυψης του σωματιδίου στο CERN, όταν παραβρέθηκαν και οι πέντε επιστήμονες που συνέβαλαν σε αυτήν, αλλά μόνο ο Πίτερ Χιγκς έτυχε αποθεωτικής υποδοχής από τους περισσότερους παρευρισκόμενους ερευνητές.

Εκπρόσωπος του CERN δήλωσε ότι δεν είναι αρμοδιότητα του ερευνητικού κέντρου η μετονομασία του σωματιδίου. Όπως είπε, «τα σωματίδια συνήθως «βαφτίζονται» από τους θεωρητικούς επιστήμονες που προβλέπουν την ύπαρξή τους όπως στην περίπτωση του κουάρκ ή από πειραματικούς φυσικούς που ανακαλύπτουν άγνωστα έως τότε σωματίδια όπως στην περίπτωση του νετρονίου. Σε κάθε περίπτωση, το όνομα τελικά υιοθετείται ευρέως και γίνεται αποδεκτό από την κοινότητα των φυσικών, όπως έχει συμβεί με τα μποζόνια του Χιγκς».

Διάφορες εναλλακτικές ονομασίες έχουν προταθεί για το σωματίδιο, όπως «BEHGHK» (ακρωνύμιο από τα αρχικά γράμματα του επιθέτου των έξι φυσικών που προέβλεψαν την ύπαρξή του) ή «SM Scalar Boson» (Βαθμωτό Μποζόνιο του Καθιερωμένου Προτύπου) ή «SM Scalar Meson» (Βαθμωτό Μεσόνιο – ονομασία που προτείνει ο Χέιγκεν). Όμως καμία από αυτές τις ονομασίες δεν είναι ούτε κατά διάνοια τόσο εύηχη όσο η λέξη «Χιγκς» (κάτι που εξηγεί σε πολύ μεγάλο βαθμό και την εύκολη υιοθέτησή της από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα).

Την υπάρχουσα ονομασία «Χιγκς» πάντως αποδέχεται μεγαλόψυχα ο έτερος «διεκδικητής», ο 80χρονος καθηγητής Τομ Κιμπλ του Imperial College του Λονδίνου, ο οποίος δήλωσε ότι «το όνομα μποζόνιο του Χιγκς χρησιμοποιείται εδώ και 40 χρόνια. Θα ήταν ανόητο να προσπαθήσουμε να το αλλάξουμε».

Πέρα όμως από το όνομα, τι θα γίνει τελικά με το Νόμπελ που συνοδεύεται με πάνω από ένα εκατομμύριο δολάρια; Ο Κάρλ Χέιγκεν πιστεύει ότι και οι έξι επιστήμονες (πέντε εν ζωή σήμερα), μαζί με όλους τους επιστήμονες και μηχανικούς του CERN, αξίζουν το βραβείο. «Είναι ατυχές που οι κανονισμοί της επιτροπής του Νόμπελ απαγορεύουν κάτι τέτοιο. Ελπίζω ότι κάποια λύση θα βρεθεί για να παρακαμφθούν. Αν όχι, θα πρέπει να ζήσουμε με όποια απόφαση ληφθεί», όπως είπε στωικά.

Τέλος, ας σημειωθεί ότι ο ίδιος ο Πίτερ Χιγκς έχει δηλώσει πως είναι άθεος και γι’ αυτό απεχθάνεται τον χαρακτηρισμό «σωματίδιο του Θεού», που συχνά αποδίδεται στο μποζόνιό «του».

Στην φωτογραφία οι «πατέρες» του μποζονίου Higgs (από αριστερά προς τα δεξιά): Francois Englert, Peter Higgs, Carl Hagen και Gerald Guralnik.

 

http://physicsgg.me/2013/04/23/%ce%b7-%ce%bc%ce%b5%cf%84%ce%bf%ce%bd%ce%bf%ce%bc%ce%b1%cf%83%ce%af%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b9%ce%b4%ce%af%ce%bf%cf%85-higgs/

[Δροσος Γεωργιος]

Νέα αποτελέσματα σχετικά με την αντιύλη από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC)

Τα νέα στοιχεία διευρύνουν τη γνώση μας αλλά το ερώτημα της βαρυονικής ασυμμετρίας παραμένει.

Η υπεροχή της ύλης έναντι της αντιύλης στο ορατό σύμπαν αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα άλυτα μυστήρια της φυσικής. Νέα στοιχεία που θα βοήθησουν στην κατανόηση αυτού του μυστηρίου προέκυψαν από πρόσφατα πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

Στο πείραμα LHCb, ένα από τα επτά που διεξάγονται στο Μεγάλο Επιταχυντή, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η διάσπαση σωματιδίων, γνωστών ως μεσόνια Bs, να καταλήγει σε σωματίδια ύλης (καόνια) με μεγαλύτερη συχνότητα από ότι στα αντιυλικά «δίδυμά» τους.

Ωστόσο η διαφορά δεν είναι τόσο μεγάλη ώστε να εξηγεί τη συντριπτική υπεροχή της ύλης στο σύμπαν.

Κάθε σωματίδιο που γνωρίζουμε έχει ένα αντιυλικό «δίδυμο», πανομοιότυπο από κάθε άποψη εκτός του ότι διαθέτει αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα τα αντισωμάτια του ηλεκτρονίου και του πρωτονίου είναι το ποζιτρόνιο και το αντιπρωτόνιο αντίστοιχα.

Σύμφωνα με την ισχύουσα θεωρία, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Όμως όταν η ύλη (πρωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια κ.ο.κ) συναντά την αντιύλη (αντιπρωτόνια, ποζιτρόνια, αντινετρόνια) τότε αλληλοεξουδετερώνονται και το μόνο που απομένει είναι ένα πλήθος φωτονίων. Αυτό σημαίνει ότι κάποιοι φυσικοί νόμοι είχαν διαφορετική επιρροή πάνω στην ύλη από ότι στην αντιύλη, προκειμένου να υπάρξει πλεόνασμα ύλης και να σχηματιστεί το σύμπαν όπως το ξέρουμε.

Προηγούμενα πειράματα στο LHCb είχαν υποδείξει υποψίες πλεονασμού ύλης σε συνδυασμούς των θεμελιωδών σωματιδίων κουαρκς. Σε πειράματα άλλων εργαστηρίων είχαν βρεθεί παρόμοια πλεονάσματα σε δύο τύπους μεσονίων χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Το τωρινό πείραμα επικεντρώθηκε στην παρατήρηση των μεσονίων Bs και στο πώς αυτά διασπώνται σε καόνια ή αντικαόνια.

«Αν κάποιο μεσόνιο διασπάται πιο συχνά σε μία από τις δύο τελικές καταστάσεις, τότε αυτό δείχνει μια θεμελιώδη διαφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης», δήλωσε ο Κρις Παρκς του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ, εκπρόσωπος του LHCb. «Ακριβώς αυτό έχουμε παρατηρήσει να συμβαίνει σε ποσοστό 25%», πρόσθεσε.

Τα ευρήματα είναι ενθαρρυντικά αλλά το πλεόνασμα που παρατηρείται δεν αρκεί για να αποτελέσει εξήγηση της βαρυονικής ασυμμετρίας. Σύμφωνα με τον Παρκς, η επιστημονική ομάδα θα χρειαστεί να σκεφτεί νέες προσεγγίσεις για τα επόμενα πειράματα, αλλά τα αποτελέσματα δείχνουν πως βρίσκονται στο σωστό δρόμο.

Βίντεο:

http://physicsgg.me/2013/04/25/%ce%bd%ce%ad%ce%b1-%ce%b1%cf%80%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%bb%ce%ad%cf%83%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b1-%cf%83%cf%87%ce%b5%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%ce%bc%ce%b5-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9%cf%8d/

[Δροσος Γεωργιος]

Αναδημιουργία της πρώτης ιστοσελίδας στο CERN.

Συμπληρώθηκαν 20 χρόνια από την υπογραφή του ιστορικού εγγράφου

https://cds.cern.ch/record/1164399

με το οποίο οι υπεύθυνοι του CERN αποποιήθηκαν τα πνευματικά δικαιώματα για τη δημιουργία του Παγκόσμιου Ιστού, ο οποίος έκτοτε ανήκει σε όλη την ανθρωπότητα.

(Ενα τεράστιο δωρο σε ολο τον πλανήτη!!!)

Η επέτειος αυτή συμπίπτει με το πρόγραμμα που ξεκινά στο CERN για την αναδημιουργία της πρώτης σελίδας του Διαδικτύου,

http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html

που επιπλέον θα τρέχει στον αρχικό εξοπλισμό

Πριν από 20 χρόνια ο πυρηνικός φυσικός Tim Berners-Lee «ανέβασε» στον ηλεκτρονικό υπολογιστή του CERN την πρώτη ιστοσελίδα. H αρχέγονη αυτή ιστοσελίδα περιείχε λίγες γραμμές κειμένου και αρκετούς υπερσυνδέσμους.

Το γεγονός αυτό μπορεί τότε να πέρασε απαρατήρητο. Στη συνέχεια όμως επηρέασε την εξέλιξη του πολιτισμού μας περισσότερο από οποιαδήποτε (μέχρι τώρα) ανακάλυψη των επιταχυντών του CERN.

Πολλές φορές δημιουργείται σύγχυση μεταξύ του Διαδικτύου (Internet) και του Παγκόσμιου Ιστού (World Wide Web ή www).

Το Internet είναι η υποδομή πάνω στην οποία στηρίζεται ο Παγκόσμιος Ιστός.

Το Internet δημιουργήθηκε στη δεκαετία του 70, όταν πολλά ανεξάρτητα δίκτυα υπολογιστών συνδέθηκαν σε μία ενιαία δομή, αλλά η χρήση του ήταν περιορισμένη. Χρησιμοποιείτο μόνο απ’ όσους είχαν πρόσβαση στους μεγάλους υπολογιστές της εποχής (προσωπικοί υπολογιστές τότε δεν υπήρχαν) και τέτοιους διέθεταν μόνο ο αμερικανικός στρατός (Arpanet), ερευνητικά κέντρα, πανεπιστήμια ή μεγάλες επιχειρήσεις.

Το 1990 ο άγγλος φυσικός Tim Berners-Lee, που εργαζόταν στο CERN υλοποίησε κάτι πρωτοποριακό σχετικά με τη χρήση του Διαδικτύου.

Μέχρι τότε το διαδίκτυο το χρησιμοποιούσαν κυρίως για την αποστολή ηλεκτρονικών μηνυμάτων.

Ο Berners-Lee σκέφτηκε ότι αν κάποιος ήθελε να «μεταδώσει» μια πληροφορία , αντί να την στέλνει με email σε ανυποψίαστους αποδέκτες, θα μπορούσε εναλλακτικά να κάνει το εξής:

να την αποθηκεύσει πρώτα στον υπολογιστή του και στη συνέχεια να επιτρέψει στους υπόλοιπους χρήστες που είναι συνδεδεμένοι στο Internet να έχουν πρόσβαση σε αυτήν – σ’ αυτό που σήμερα λέμε ιστοσελίδα.

Και υλοποίησε την ιδέα του σε δύο υπολογιστές NeXT, τους οποίους παρήγαγε τη διετία 1988-1990 η ομώνυμη εταιρεία του Steve Jobs, που τότε είχε εκδιωχθεί από την Apple.

Επιπλέον Berners-Lee ανακάλυψε και το υπερ-κείμενο (hypertext)

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A5%CF%80%CE%B5%CF%81%CE%BA%CE%B5%CE%AF%CE%BC%CE%B5%CE%BD%CE%BF

: «πίσω» από ορισμένες λέξεις ή εικόνες του κειμένου της ιστοσελίδας υπάρχει η διεύθυνση μιας άλλης ιστοσελίδας που είναι σχετική με τη λέξη ή την εικόνα. Έτσι μπορούμε εύκολα να μεταβαίνουμε από μια ιστοσελίδα σε μια άλλη, χωρίς απαιτείται η γνώση των διευθύνσεών τους.

Στην πρώτη ιστοσελίδα ο Burners-Lee είχε συμπεριλάβει οδηγίες για τη γραφή του κώδικα που «περιγράφει» τη δομή μιας ιστοσελίδας καθώς και για την εκτέλεσή του, έτσι ώστε στην οθόνη να εμφανίζεται το κείμενο με τον τρόπο που επιθυμεί ο συντάκτης της ιστοσελίδας.

Τα πράγματα όμως απλοποιήθηκαν, όταν κυκλοφόρησε ο πρώτος λειτουργικός περιηγητής (browser), που ήταν ο Mosaic και στη συνέχεια πιο εύχρηστοι περιηγητές, όπως ο Netscape, ο Internet Explorer, ο Firefox και ο Chrome.

Στις φωτογραφίες:

Η πρώτη ιστοσελίδα: http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html

Η πινακίδα που βρίσκεται στο CERN, εκεί όπου δημιουργήθηκε το World Wide Web.

Ο υπολογιστής NeXT

Ο Tim Berners-Lee, ο εφευρέτης του World Wide Web.

Στιγμιότυπο οθόνης από το πρώτο πρόγραμμα περιήγησης.

[Δροσος Γεωργιος]

Η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα;

Επιστήμονες του CERN πραγματοποιούν ένα από τα πιο παράξενα πειράματα, εξετάζοντας εάν η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα ή πέφτει προς τα πάνω.

Οι επιστήμονες πειραματίζονται με την αντιύλη ως πιθανό μέσο για τη δημιουργία ενός συστήματος προώθησης διαστημικών οχημάτων με βάση την αντιβαρύτητα. Τα σωματίδια αντιύλης ενεργούν αντίστροφα από την κανονική ύλη, φέροντας ίσο αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Οι ερευνητές δεν είναι ακόμα βέβαιοι για το πώς η αντιύλη ανταποκρίνεται στη βαρύτητα, αλλά η επικρατούσα θεωρία είναι ότι «πέφτει» προς τα πάνω αντί προς τα κάτω.

Το πείραμα Alpha του CERN μπορεί να είναι το επόμενο βήμα για την επιβεβαίωση αυτής της ιδέας. To Alpha (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) είναι μία συσκευή λέιζερ αντιυδρογόνου που έχει σχεδιαστεί για να παγιδεύει άτομα αντιύλης προς μελέτη. Το αντιυδρογόνο είναι ένα άτομο που αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο και ένα ποζιτρόνιο, τα αντισωματίδια του πρωτονίου και ηλεκτρονίου αντίστοιχα.

Το 2011, οι ερευνητές του Alpha κατάφεραν να παγιδεύσουν άτομα αντιυδρογόνου για 1.000 δευτερόλεπτα.

http://physicsgg.me/2011/06/06/%CF%80%CE%B1%CE%B3%CE%B9%CE%B4%CE%B5%CF%8D%CF%84%CE%B7%CE%BA%CE%B5-%CE%B1%CE%BD%CF%84%CE%B9%CF%8D%CE%BB%CE%B7-%CE%B3%CE%B9%CE%B1-1000-%CE%B4%CE%B5%CF%85%CF%84%CE%B5%CF%81%CF%8C%CE%BB%CE%B5%CF%80/

Νωρίτερα αυτό το έτος, επέστρεψαν πίσω σε αυτά τα δεδομένα προκειμένου να ελέγξουν με ποιον τρόπο η αντιύλη αντιδρά στη βαρύτητα.

«Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, απελευθερώσαμε τα άτομα αντιυδρογόνου και εξετάσαμε την εξολόθρευσή τους», δήλωσε ο Τζέφρυ Χανγκστ, μέλος της πειραματικής ομάδας. «Εξετάσαμε όλα αυτά τα δεδομένα για να δούμε εάν υπάρχει οποιαδήποτε επίδραση της βαρύτητας στις θέσεις στις οποίες εξολοθρεύεται. Αναζητούσαμε άτομα που να πέφτουν στο σύντομο χρονικό διάστημα (30 χιλιοστά του δευτερολέπτου) που υπάρχουν όταν κλείνει το μαγνητικό πεδίο και πριν χτυπήσουν τον τοίχο», πρόσθεσε.

Έως τώρα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να καθορίσουν δύο πράγματα. Εάν ένα άτομο αντιυδρογόνου πέφτει προς τα κάτω, η βαρυτική μάζα του δεν μπορεί να είναι πάνω από 110 φορές μεγαλύτερη από ότι αδρανειακή μάζα του. Αν πέφτει προς τα πάνω, η βαρυτική του μάζα μπορεί να είναι το πολύ 65 φορές μεγαλύτερη.

Η βαρυτική μάζα είναι η μάζα ενός σώματος, όπως αυτή μετράται από τη βαρυτική έλξη της σε άλλα σώματα, και είναι αυτή που παράγει το «βάρος» ενός αντικειμένου που έλκεται από τη Γη.

Αδρανειακή μάζα είναι η μάζα του σώματος όπως μετράται από το πόσο έντονα έχει επιταχυνθεί από μια δεδομένη δύναμη.

Ενώ τα στοιχεία ήταν πολύ ενδιαφέροντα, δεν ήταν αρκετά σαφή. Ωστόσο, η ομάδα Alpha αισιοδοξεί ότι τα πρόσφατα ευρήματα μπορούν να οδηγήσουν σε πιο ξεκάθαρα συμπεράσματα στο άμεσο μέλλον.

«Δεν είναι μία πολύ επιτυχημένη προσπάθεια ακόμα, αλλά είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει τη δυνατότητα να μιλήσει για αυτό», δήλωσε ο Χανγκστ.

«Στην πραγματικότητα έχουμε ένα μηχάνημα που μπορεί να αντιμετωπίσει αυτό το ερώτημα, και αυτό είναι συναρπαστικό για εμάς εδώ. Έχουμε πολλές επιλογές για τη μελέτη της αντιύλης και αυτή εδώ είναι μία που έχει πλούσιο μέλλον», κατέληξε.

Βίντεο:

http://physicsgg.me/2013/05/05/%ce%b7-%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%cf%85%cf%80%ce%b1%ce%ba%ce%bf%cf%8d%ce%b5%ce%b9-%cf%83%cf%84%ce%b7-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%8d%cf%84%ce%b7%cf%84%ce%b1/

[Δροσος Γεωργιος]

Οι μικρότερες σταγόνες του κόσμου… από πλάσμα κουάρκ – γλοιονίων

Αναγκάζοντας πρωτόνια να συγκρουστούν με βαριά ιόντα μολύβδου σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, ερευνητές του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων φαίνεται ότι δημιούργησαν τα μικρότερα σταγονίδια υγρού που έχουν καταγραφεί ποτέ. Όμως το «υγρό» από το οποίο αποτελούνται δεν έχει καμία σχέση με τα υγρά που γνωρίζουμε στην καθημερινή ζωή.

Τα εφήμερα σταγονίδια που καταγράφηκαν στον LHC έχουν μέγεθος που αντιστοιχεί σε τρία με πέντε πρωτόνια. Είναι επομένως περίπου 100.000 φορές μικρότερα από ένα άτομο υδρογόνου και 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερα από έναν μέσο ιό.

Οι ερευνητές θεωρούν ότι τα σταγονίδια αυτά είναι υγρά επειδή η ροή τους θυμίζει περισσότερο τα υγρά από ό,τι οποιαδήποτε οποιαδήποτε άλλη κατάσταση της φύσης.

Συγκεκριμένα, τα σταγονίδια φαίνεται ότι αποτελούνται από «πλάσμα κουάρκ-γλουονίων».

Τα κουάρκ είναι τα σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια, ενώ τα γλουόνια είναι οι φορείς της ισχυρής πυρηνικής δύναμης που συνδέει τα κουάρκ μεταξύ τους.

Και το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων σχηματίζεται όταν τα πρωτόνια και τα νετρόνια «λιώνουν» σε ακραία υψηλές θερμοκρασίες.

Η ασυνήθιστη αυτή κατάσταση της ύλης παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας του 2000 σε επιταχυντή του αμερικανικού Εθνικού Εργαστηρίου Brookhaven στο Λονγκ Άιλαντ.

Οι φυσικοί πίστευαν αρχικά ότι το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων συμπεριφέρεται σαν αέριο, αργότερα όμως συνειδητοποίησαν ότι παρουσιάζει ιδιότητες των υγρών.

Σήμερα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ολόκληρο το Σύμπαν αποτελούνταν από αυτή τη σούπα κουάρκ και γλουονίων τις πρώτες στιγμές της ύπαρξής του, όταν ήταν υπερβολικά καυτό για να επιτρέψει την εμφάνιση της ύλης όπως την γνωρίζουμε σήμερα.

Πλάσμα κουάρκ-γλουονίων είχε δημιουργηθεί και στο παρελθόν τόσο στον LHC όσο και σε άλλους επιταχυντές. Παράχθηκε όμως από συγκρούσεις ανάμεσα σε σωματίδια μεγάλης μάζας, όπως πυρήνες χρυσού και μολύβδου.

Στο τελευταίο πείραμα, η ενέργεια των συγκρούσεων ήταν πολύ μικρότερη: πυρήνες (ιόντα) μολύβδου αναγκάστηκαν να συγκρουστούν με πρωτόνια, των οποίων η μάζα είναι 208 φορές μικρότερη,

Περιέργως, όμως, σταγονίδια κουάρκ-γλουονίων εμφανίστηκαν στον ανιχνευτή CMS του LHC ακόμα και σε αυτές τις συγκρούσεις χαμηλής ενέργειας.

«Οι συγκρούσεις ανάμεσα σε πυρήνες μολύβδου είναι σαν να συγκρούεται ένα μήλο με ένα άλλο μήλο. Οι συγκρούσεις πρωτονίων-μολύβδου είναι σαν να πυροβολεί κανείς ένα μήλο με μια σφαίρα: η ενέργεια που απελευθερώνεται σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ μικρότερη»σχολιάζει η Τζούλια Βελκόφσκα του αμερικανικού Πανεπιστημίου Vanderbilt, επικεφαλής της μελέτης στον LHC.

Δεδομένου πάντως ότι το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων παραμένει ακόμα και σήμερα η λιγότερο μελετημένη κατάσταση της ύλης, τα συμπεράσματα της μελέτης θα πρέπει να επιβεβαιωθούν με ανεξάρτητα πειράματα.

Η έρευνα έχει υποβληθεί για δημοσίευση στην επιθεώρηση Physics Letters B.

Διαβάστε επίσης:

Το πρώιμο Σύμπαν ήταν ένα «τέλειο υγρό», αποκαλύπτει πείραμα σε επιταχυντή.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=618380

«Αρχέγονη σούπα» στο CERN καταρρίπτει κάθε ρεκόρ θερμοκρασίας.

ttp://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231209919

[Δροσος Γεωργιος]

Βραβεύθηκαν οι Peter Higgs και Francois Englert.

Ο Βρετανός φυσικός Πίτερ Χιγκς, ο Βέλγος συνάδελφός του Φρανσουά Ενγκλέρ και ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικής Έρευνας (CERN) τιμήθηκαν σήμερα με το βραβείο Αστούριας για την τεχνική και επιστημονική έρευνα, για τις θεωρίες που ανέπτυξαν ξεχωριστά σχετικά με το πεδίο Higgs και το συνονόματο μποζόνιο.

Το πεδίο Higgs ευθύνεται για την μάζα των quarks, από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που με τη σειρά τους σχηματίζουν τους πυρήνες των ατόμων.

Η μάζα των quarks αντιπροσωπεύει μόνο το 1% της μάζας ενός πρωτονίου ή νετρονίου. Το υπόλοιπο 99% προέρχεται από την ενέργεια σύνδεσης των πρωτονίων και νετρονίων, μέσω της οποίας τα συστατικά τους (τα quarks) διατηρούνται συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Μπορεί να φαίνεται μικρό το ποσοστό της ύλης, η μάζα της οποίας καθορίζεται από το πεδίο Higgs, πρόκειται όμως για την μάζα των θεμελιωδών συστατικών του σύμπαντος. Το πεδίο Higgs έχει απίστευτες συνέπειες στη δομή των ατόμων και των μορίων.

Χωρίς αυτό η μάζα των ηλεκτρονίων για παράδειγμα θα ήταν μηδενική και τα άτομα και εμείς μαζί θα είχαμε διαλυθεί.

Πέραν της γνωστής ύλης, υπάρχει και η σκοτεινή ύλη που αλληλεπιδρά ελάχιστα με την γνωστή μας ύλη, και αποτελεί το 80% της συνολικής ύλης του σύμπαντος.

Επειδή έχει σημαντική μάζα πρέπει να αλληλεπιδρά με το πεδίο Higgs και αυτό είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην σημερινή έρευνα των υψηλών ενεργειών.

Την ύπαρξη αυτού του πεδίου εισηγήθηκε για πρώτη φορά το 1964 ο Χιγκς —από τον οποίο πήρε και το όνομά του— ταυτόχρονα με τον Ενγκλέρ και τον Ρόμπερτ Μπρουτ, ο οποίος πέθανε το 2011.

Μετά από αποτυχημένες προσπάθειες σχεδόν μισού αιώνα, στις 4 Ιουλίου του 2012, το CERN ανακοίνωσε ότι ανακαλύφθηκε το σωματίδιο Higgs (το οποίο είναι μια συνέπεια του πεδίου Higgs), χάρη στα πειράματα που έγιναν στο μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο.

Ο Ενγκλέρ δήλωσε «καταχαρούμενος και υπερήφανος» για το βραβείο που του απονεμήθηκε, χωρίς να ξεχάσει να αποτίσει φόρο τιμής «στο συνάδελφο και παντοτινό φίλο Ρόμπερτ Μπρουτ», όπως αναφέρεται στην ανακοίνωση που εξέδωσε το Ίδρυμα Πρίγκιπας των Αστουριών.

Η επιτροπή που επέλεξε τους φετινούς νικητές του βραβείου έκρινε ότι «η ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς συνιστά ένα συμβολικό παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η Ευρώπη κατέβαλε μια συλλογική προσπάθεια για να επιλυθεί ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα της Φυσικής».

http://physicsgg.me/2013/05/29/%ce%b2%cf%81%ce%b1%ce%b2%ce%b5%cf%8d%ce%b8%cf%85%ce%b7%ce%ba%ce%b1%ce%bd-%ce%bf%ce%b9-peter-higgs-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-francois-englert/

[Δροσος Γεωργιος]

O Διεθνής Γραμμικός Επιταχυντής Σωματιδίων (ILC)

Τα σχέδια για τη διεθνή συνεργασία για τον επιταχυντή σωματιδίων (International Collider Collaboration) δημοσιεύθηκαν την περασμένη εβδομάδα, έπειτα από τρεις διαδοχικές συμβολικές τελετές στο Τόκιο, τη Γενεύη και το Σικάγο.

Πρόκειται για μια πρόταση για ένα γραμμικό επιταχυντή συνολικού μήκους 31 χιλιομέτρων, που θα έχει τη δυνατότητα να εκτελέσει πειράματα πέρα από τη φυσική που μπορεί να μελετήσει ο υπάρχων LHC (Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων) του CERN. Στη συνεργασία συμμετέχουν περισσότεροι από 1000 επιστήμονες και μηχανικοί, από 100 πανεπιστήμια και πάνω από 25 χώρες.

O ILC, θα επιταχύνει ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, τα αντισωματίδιά τους, και με τους δύο νέους ανιχνευτές που θα κατασκευαστούν, θα είναι σε θέση να καταγράφει 7.000 συγκρούσεις σωματιδίων το δευτερόλεπτο, σε ενέργειες της τάξης των 500 GeV.

Μεταξύ άλλων σωματιδίων, ο νέος επιταχυντής θα παράγει μποζόνια Χιγκς, προσπαθώντας να απαντήσει στο ερώτημα για το αν το συγκεκριμένο σωματίδιο είναι μοναδικό, ή το πρώτο μόνο από μια κατηγορία παρόμοιων σωματιδίων, αλλά και να μελετήσει τις αλληλεπιδράσεις των μποζονίων Χιγκς με τα άλλα σωματίδια.

«Η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς στον LHC, έκανε πιο δυνατή την ανάγκη για τον ILC», υποστηρίζει ο Sakue Yamada, διευθυντής έρευνας στον προτεινόμενη για κατασκευή ILC.

«Ο ILC θα μπορέσει να μελετήσει τις ιδιότητές του με λεπτομέρεια, και θα αποτελέσει ένα σπουδαίο συμπλήρωμα στον πολύ επιτυχημένο LHC».

Η Ιαπωνία εξετάζεται ως υποψήφια χώρα για την κατασκευή του νέου επιταχυντή, με το τούνελ των 31 χιλιομέτρων να στεγάζει μια οροσειρά. Αν και ενδιαφέρον έχουν εκφράσει η Ευρώπη και οι ΗΠΑ, η υποψηφιότητα της Ιαπωνίας ενισχύεται από το γεγονός πως η ιαπωνική κυβέρνηση σκοπεύει να επωμιστεί το μισό κόστος.

Το συνολικό κόστος για το μεγαλειώδες αυτό έργο εκτιμάται στα 25 δισεκατομμύρια δολάρια.

Συγκριτικά ο μεγαλύτερος μέχρι στιγμής γραμμικός επιταχυντής, ο Stanford Linear Accelerator, είναι 10 φορές μικρότερος, τόσο στο μήκος όσο και σε ισχύ.

Προτείνεται ο νέος επιταχυντής να ξεκινήσει ως ένα «εργοστάσιο Χιγκς» για τα πρώτα χρόνια, και στη συνέχεια να αναβαθμιστεί ώστε να επιταχύνει σωματίδια σε ενέργειες της τάξεως των TeV, μια διαδικασία που ακολουθήθηκε και στον LHC.

Η κατασκευή του μπορεί να ξεκινήσει ήδη από το 2015, και θα διαρκέσει τουλάχιστον 11 χρόνια.

http://physicsgg.me/2013/06/16/o-%ce%b4%ce%b9%ce%b5%ce%b8%ce%bd%ce%ae%cf%82-%ce%b3%cf%81%ce%b1%ce%bc%ce%bc%ce%b9%ce%ba%cf%8c%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae%cf%82-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84/

[Δροσος Γεωργιος]

Ανακάλυψη υποατομικού σωματιδίου που παραπέμπει σε άγνωστη εξωτική μορφή ύλης.

Δύο μεγάλες ανεξάρτητες επιστημονικές ομάδες, μία στην Ιαπωνία και μία στην Κίνα, ανακοίνωσαν ότι για πρώτη φορά ανίχνευσαν στους επιταχυντές τους σαφείς ενδείξεις για ένα υποατομικό σωματίδιο που αποτελείται από τέσσερα κουάρκ. Το εν λόγω σωματίδιο, που ονομάστηκε Zc(3900), είναι πιθανό ότι υπήρχε από τις πρώτες στιγμές μετά τη δημιουργία του σύμπαντος με την «Μεγάλη Έκρηξη».

Τα κουάρκ (και τα αντι-κουάρκ που αποτελούν την αντιύλη) είναι τα πιο θεμελιώδη σωματίδια της ύλης και δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω. Συγκροτούν τα μεγαλύτερα στοιχειώδη σωματίδια, τα πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία, με τη σειρά τους, απαρτίζουν τα άτομα. Μέχρι σήμερα, οι φυσικοί θεωρούσαν ότι τα υποατομικά σωματίδια περιέχουν είτε τρία κουάρκ (όπως τα πρωτόνια και νετρόνια), είτε δύο (όπως τα πιόνια και τα καόνια που υπάρχουν στην κοσμική ακτινοβολία).

Κανείς νόμος της Φυσικής δεν απαγορεύει να υπάρχουν περισσότερα κουάρκ μέσα σε ένα σωματίδιο. Η -για πρώτη φορά- πειραματική ανακάλυψη ενός «κουαρτέτου» κουάρκ ανοίγει πιθανώς το δρόμο για την ανακάλυψη και άλλων μορφών «εξωτικής» ύλης.

Οι ανακαλύψεις από το ιαπωνικό εργαστήριο Belle (στον επιταχυντή ΚΕΚ της Τσουκούμπα) και το κινεζικό BESIII, που παρουσιάστηκαν στο περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters», σύμφωνα με το «Nature», ήρθαν ως αποτέλεσμα ερευνών στο σωματίδιο Υ(4260), που είχε ανακαλυφθεί το 2005 μετά τη σύγκρουση ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων (δηλαδή ύλης και αντιύλης) στους επιταχυντές.

Αυτή τη φορά, οι επιστήμονες βρήκαν ενδείξεις για ένα νέο σωματίδιο με ενέργεια περίπου 3,9 γιγαηλεκτρονιοβόλτ (σχεδόν τετραπλάσια από το βάρος του πρωτονίου), το οποίο φαίνεται να έχει τέσσερα κουάρκ, ένα ζεύγος κουάρκ και ένα ζεύγος αντικουάρκ. Οι κατοπινές αναλύσεις ενισχύουν την πεποίθηση ότι το νέο σωματίδιο Zc(3900), που έχει ηλεκτρικό φορτίο, είναι μια άγνωστη έως τώρα μορφή ύλης.

«Η ανακάλυψη του σωματιδίου αποτέλεσε μεγάλη έκπληξη», δήλωσε ο φυσικός Ζιτσίνγκ Λίου του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλών Ενεργειών του Πεκίνου, μέλος του πειράματος Belle. Σύμφωνα με τους επιστήμονες του ιαπωνικού πειράματος, που ανίχνευσαν 159 σωματίδια Zc(3900), η πιθανότητα στατιστικού λάθους στους υπολογισμούς τους είναι μικρότερη από μία στα 3,5 εκατομμύρια. Εξάλλου και το κινεζικό πείραμα BESIII εντόπισε 307 παρόμοια σωματίδια, οπότε η πιθανότητα λάθους απομακρύνεται κι άλλο.

Πάντως, οι ίδιες ερευνητικές ομάδες, καθώς και άλλες ανά τον κόσμο, θα κάνουν περαιτέρω έρευνες για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά αυτά και να αποκλείσουν άλλες πιο συμβατικές πιθανότητες. Η κυριότερη εναλλακτική λύση είναι ότι το Zc(3900) δεν είναι ένα σωματίδιο με ένα «κουαρτέτο» κουάρκ, αλλά στην πραγματικότητα πρόκειται για δύο ζεύγη σωματιδίων (συγκεκριμένα μεσονίων, που το καθένα έχει ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ), ενωμένων μεταξύ τους σε μια δομή σαν μόριο.

Ένας νέος ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων που θα είναι έτοιμος στο πείραμα Belle έως το 2015, αναμένεται να φωτίσει περαιτέρω το ζήτημα.

http://portal.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathciv_1_19/06/2013_504734

[Δροσος Γεωργιος]

Ο μικρότερος επιταχυντής του κόσμου …

Ερευνητές αμερικανικού πανεπιστημίου επινόησαν έναν επιταχυντή ηλεκτρονίων σε μέγεθος βαλίτσας, ο οποίος προσφέρει ενέργειες και ταχύτητες που μπορούσαν μέχρι σήμερα να επιτευχθούν μόνο σε μεγάλες εγκαταστάσεις, οι οποίες καταλαμβάνουν εκατοντάδες τετραγωνικά μέτρα και κοστίζουν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια.

Διαβάστε για τον πραγματικά μικρότερο επιταχυντή του κόσμου.

http://physicsgg.me/2011/02/08/%CE%BF-%CF%80%CE%B9%CE%BF-%CE%BC%CE%B9%CE%BA%CF%81%CF%8C%CF%82-%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%84%CE%B1%CF%87%CF%85%CE%BD%CF%84%CE%AE%CF%82-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%BA%CF%8C%CF%83%CE%BC%CE%BF%CF%85/

Δεδομένου ότι οι επιταχυντές είναι σήμερα βασικό εργαλείο όχι μόνο για τη φυσική αλλά και για τη χημεία και άλλους κλάδες, η νέα διάταξη θα καθιστούσε τους επιταχυντές στάνταρτ εξοπλισμό για εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nature Communications.

«Επιταχύναμε περίπου μισό δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια στα 2 GeV (2 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ) σε απόσταση μόλις μιας ίντσας [2,5 εκατοστών]» αναφέρει ο Μάικ Ντάουερ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

«Μέχρι σήμερα, αυτά τα επίπεδα ισχύος απαιτούσαν συμβατικούς επιταχυντές που έχουν μήκος όσο δύο γήπεδα ποδοσφαίρου. Αυτό σημαίνει ότι ο εξοπλισμός σμικρύνθηκε κατά περίπου 10.000 φορές» επισημαίνει.

Ο Ντάουνερ πιστεύει μάλιστα ότι η τεχνολογία μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω ώστε να δημιουργηθούν επιταχυντές μήκους μερικών εκατοστών, οι οποίοι θα προσφέρουν ενέργειες 20 GeV. Ο αριθμός αυτός είναι πολύ μικρός σε σχέση με τα 7.000 GeV στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN, θα επαρκούσε όμως για τα περισσότερα ερευνητικά εργαστήρια.

Όπως επισημαίνει η ερευνητική ομάδα, ο μίνι επιταχυντής, ακόμα και στη σημερινή του μορφή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας, γνωστές και ως «σκληρές» ακτίνες Χ. Στο μέλλον, οι επιταχυντές αυτού του σχεδιασμού θα μπορούσαν να τροφοδοτούν ένα «λέιζερ ακτίνων Χ ελεύθερων ηλεκτρονίων», την ισχυρότερη πηγή ακτίνων Χ που διαθέτει σήμερα η επιστήμη.

Τα μικρά λέιζερ ακτίνων Χ θα μπορούσαν με τη σειρά τους να φέρουν επανάσταση στη χημεία και τη βιολογία, καθώς θα επέτρεπαν τη μελέτη μορίων σε ατομική ανάλυση.

Προκειμένου να σμικρύνουν τον εξοπλισμό, οι ερευνητές αξιοποίησαν μια σχετικά νέα μέθοδο που ονομάζεται «επιτάχυνση πλάσματος λέιζερ»: ένα ισχυρό λέιζερ βομβαρδίζει ένα σύννεφο αερίου, το οποίο έτσι ιονίζεται και απελευθερώνει ηλεκτρόνια.

Παρά το μικρό του μέγεθος, ο νέος επιταχυντής χρειάστηκε μια πολύ ισχυρή πηγή ακτινοβολίας λέιζερ: το Texas Petawatt Laser, ένα από τα ισχυρότερα λέιζερ του κόσμου.

Όπως όμως επισημαίνει ο Δρ Ντάουερ, λέιζερ με ισχύ της τάξης των petawatt έχουν ήδη εμφανιστεί στο εμπόριο, οπότε οι ίδιες οι εταιρείες θα μπορούσαν στο μέλλον να παράγουν και τους αντίστοιχους μίνι επιταχυντές.

Στην φωτογραφία ο επιτραπέζιος επιταχυντής 2 GeV (το κουτί δίπλα στην οθόνη του υπολογιστή) σε σύγκριση με έναν συμβατικό επιταχυντή 2 GeV και τo εσωτερικό του μίνι επιταχυντή.

http://physicsgg.me/2013/06/21/%ce%bf-%ce%bc%ce%b9%ce%ba%cf%81%cf%8c%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%bf%cf%82-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b1%cf%87%cf%85%ce%bd%cf%84%ce%ae%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%ba%cf%8c%cf%83%ce%bc%ce%bf%cf%85/

[Δροσος Γεωργιος]

CERN και ΤΕΙ Καβάλας υπέγραψαν μνημόνιο συνεργασίας

Μνημόνιο συνεργασίας υπεγράφη ανάμεσα στο ερευνητικό κέντρο CERN και στο ΤΕΙ Καβάλας, σε σχετική εκδήλωση που πραγματοποιήθηκε χθες στη Γενεύη.

Το μνημόνιο προβλέπει την εγκατάσταση του κόμβου HELLAS GRID στο ΤΕΙ Καβάλας, που εντάσσεται πλέον στο προηγμένο σύστημα πληροφορικής Worldwide LHC Computing Grid του CERN, στο οποίο συμμετέχουν περίπου 200 Ανώτατα Εκπαιδευτικά Ιδρύματα και Οργανισμοί παγκοσμίως.

Η συμμετοχή του ΤΕΙ Καβάλας στο εν λόγω πληροφοριακό δίκτυο αναμένεται να συμβάλλει στην ανάδειξη του ρόλου του, μέσα από νέες δράσεις έρευνας και επιχειρηματικής καινοτομίας, ενώ ταυτόχρονα θα δώσει νέες δυνατότητες συμμετοχής στην επιστημονική έρευνα και στην ανάπτυξη του επιστημονικού δυναμικού του Ιδρύματος.

Η χρηματοδότηση της συμμετοχής του ΤΕΙ Καβάλας στο δίκτυο του CERN έχει εξασφαλιστεί από το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Μακεδονία - Θράκη» 2007-2013.

Στην εκδήλωση παραβρέθηκαν εκ μέρους της Ελλάδος ο Μόνιμος Αντιπρόσωπος της Ελλάδος στον ΟΗΕ, πρέσβης Αλέξανδρος Αλεξανδρής, ο περιφερειάρχης Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης Αριστείδης Γιαννακίδης, ο πρόεδρος του ΤΕΙ Καβάλας Αθανάσιος Μητρόπουλος, ο καθηγητής του ΕΜΠ Ευάγγελος Γαζής καθώς και μέλη της διοίκησης του ΤΕΙ, ενώ εκ μέρους του CERN παραβρέθηκαν ο Γενικός Διευθυντής Ρολφ-Ντίτερ Χόγιερ και ο διευθυντής του ερευνητικού τμήματος του τομέα Πληροφορικής δρ Σέρτζιο Μπερτολούτσι. Μεταξύ άλλων, στην ομιλία του ο κ. Χόγιερ επεσήμανε την υψηλή συμμετοχή Ελλήνων επιστημόνων στα διάφορα ερευνητικά προγράμματα του CERN.

O κ. Γιαννακίδης, συνοδευόμενος από τον πρέσβη Αλεξανδρή, είχε την ευκαιρία να συναντηθεί κατ’ ιδίαν με τον Γενικό Διευθυντή του CERN, στον οποίο παρουσίασε προτάσεις για την περαιτέρω ενίσχυση της συνεργασίας της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης με το Ερευνητικό Κέντρο. Σε αυτό το πλαίσιο, εξέφρασε το έντονο ενδιαφέρον του αφενός για τη δημιουργία Κέντρου Αποθεραπείας Καρκίνου με πρωτόνια στη Θράκη, τονίζοντας ότι έχει ήδη ζητήσει την εκπόνηση σχετικής μελέτης σκοπιμότητας, και αφετέρου για τη δημιουργία μιας «θερμοκοιτίδας επιχειρήσεων» με στόχο την προώθηση της τεχνολογίας και καινοτομίας του CERN στις επιχειρήσεις της περιοχής. Υπογράμμισε, επίσης, ότι προσβλέπει στη συμμετοχή του CERN στην ανάπτυξη και στην εφαρμογή της στρατηγικής της Περιφέρειας για την «καινοτομία και την έξυπνη εξειδίκευση», στο πλαίσιο του σχεδιασμού της προγραμματικής περιόδου 2014-2020.

Η εκδήλωση ολοκληρώθηκε με ξενάγηση των Ελλήνων επισκεπτών σε χώρους διεξαγωγής των πειραμάτων και ερευνών του CERN.

http://portal.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathciv_1_25/06/2013_505794

[Δροσος Γεωργιος]

Ένας χρόνος από την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.

Πριν από έναν χρόνο, σαν σήμερα, έγινε η επίσημη ανακοίνωση της ανακάλυψης του μποζονίου Higgs από τα πειράματα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), μέσα σε ένα κατάμεστο αμφιθέατρο στο CERN.

Η μέρα αυτή μπορεί μεν να σηματοδότησε το τέλος μιας 50ετους έρευνας, όμως παρά το γεγονός ότι το μποζόνιο βρέθηκε υπάρχουν ακόμα πολλά που πρέπει να μάθουμε σχετικά με το πιο δημοφιλές σωματίδιο της φυσικής.

http://physicsgg.me/2013/07/04/%ce%ad%ce%bd%ce%b1%cf%82-%cf%87%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%bf%cf%82-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%ac%ce%bb%cf%85%cf%88%ce%b7-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bc%cf%80%ce%bf%ce%b6/

[Δροσος Γεωργιος]

Γελοιογραφίες σχετικές με την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.

[Δροσος Γεωργιος]

Μια πολύ σπάνια διάσπαση παρατηρήθηκε στο CERN από την ομάδα CMS.

Μετά από 25 χρόνια ερευνών, παρατηρήθηκε στο CERN μια πολύ σπάνια διάσπαση σωματιδίων, δίνοντας στους επιστήμονες ένα νέο έμμεσο τρόπο να ελέγξουν θεωρίες που έχουν να κάνουν με νέα φυσική.

Όπως ενημέρωσαν σήμερα ερευνητές από τα πειράματα CMS και LHCb, του επιταχυντή σωματιδίων LHC, στο Συνέδριο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών που λαμβάνει χώρα στη Στοκχόλμη, τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη μελέτη της διάσπασης αυτής, είναι σε συμφωνία με το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά απορρίπτουν ορισμένα μοντέλα που προβλέπουν νέα σωματίδια, όπως οι υπερσυμετρικές θεωριες.

Αν τα υπερσυμμετρικά σωματίδια υπάρχουν, αυτή η συγκεκριμένη διάσπαση θα έπρεπε να συμβαίνει πολύ πιο συχνά.

Αυτό το τεστ θεωρείται σημαντικό και, στα μάτια πολλών φυσικών, σημαίνει πως, παρόλο που είναι πολύ δημοφιλής, η θεωρία της υπερσυμμετρίας μπορεί και να μην είναι αληθής

Η νέα αυτή διάσπαση, δεν είναι άλλη από τη διάσπαση μεσονίων Bs σε ζεύγη μιονίων.

Η διάσπαση αυτή σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο, συμβαίνει περίπου τρεις φορές για κάθε δισεκατομμύριο μεσόνια Bs. Οποιαδήποτε απόκλιση από την τιμή αυτή, θα άφηνε ανοιχτό το δρόμο για Φυσική πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου.

Όμως, σύμφωνα με τα στοιχεία από το πείραμα CMS, η συμφωνία θεωρίας και πειράματος είναι εντυπωσιακή και με ακρίβεια πολλών δεκαδικών ψηφίων και πιθανότητα για στατιστικό σφάλμα μικρότερη από 1 στις 100.000!

Το μεσόνιο Bs αποτελείται από δύο κουάρκ (ένα κάτω κουάρκ, κι ένα αντι-παράξενο) και η διάσπασή του σε δύο μιόνια θεωρείται ιδανική για την διερεύνηση νέου είδους φυσικής. Εάν υπήρχαν άλλα άγνωστα σωματίδια σε αυτές τις ενέργειες θα επενέβαιναν στη διάσπαση κάνοντάς τη είτε πιο πιθανή, είτε αποκλείοντάς τη.

«Αυτό είναι το μέρος για να ψάξουμε για νέα φυσική» λέει ο φυσικός Sheldon Stone, του πειράματος LHCb. «Μικρές αποκλίσεις από το ρυθμό που προβλέπουμε θα σήμαινε την ανακάλυψη νέων αλληλεπιδράσεων ή σωματιδίων», καταλήγει.

Τα αποτελέσματα αποτελούν σίγουρα ένα θρίαμβο για το Καθιερωμένο Πρότυπο, ενώ αντίθετα σημαίνουν προβλήματα για θεωρίες πέραν αυτού, μεταξύ των οποίων και ένα πλήθος υπερσυμμετρικών μοντέλων. Η υπερσυμμετρία είναι μια φιλόδοξη θεωρία που θα έλυνε πολλά από τα προβλήματα της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής, και υποθέτει πως υπάρχει ένα υπερ-συμμετρικό σωματίδιο για κάθε ένα από τα σωματίδια που βλέπουμε στη φύση.

Αν και μέχρι σήμερα δεν έχει φανεί κανένα ίχνος από αυτά τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, οι κυνηγοί υπερσυμμετρικών σωματιδίων δεν έχουν χάσει τελείως τις ελπίδες τους, καθώς αποκλείοντας συγκεκριμένες περιοχές που μπορεί να βρίσκονται τα σωματίδια αυτά, στρέφουν το βλέμμα τους αλλού.

Υπάρχει άλλη μία πολύ σπάνια διάσπαση, αυτή των μεσονίων Bd, που o LHC δεν ήταν σε θέση να μελετήσει με αρκετή ευκρίνεια, αλλά θα μπορέσει να «φωτίσει» μετά τις αναβαθμίσεις που θα λάβουν χώρα μέσα στα επόμενα δύο χρόνια. Για περισσότερες απαντήσεις, οι φυσικοί θα χρειαστεί να περιμένουν τα νέα δεδομένα από τις συγκρούσεις σωματιδίων στις αστρονομικές ενέργειες των 15 TeV που υπόσχεται ο νέος LHC.

http://physicsgg.me/2013/07/19/%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%cf%80%ce%bf%ce%bb%cf%8d-%cf%83%cf%80%ce%ac%ce%bd%ce%b9%ce%b1-%ce%b4%ce%b9%ce%ac%cf%83%cf%80%ce%b1%cf%83%ce%b7-%cf%80%ce%b1%cf%81%ce%b1%cf%84%ce%b7%cf%81%ce%ae%ce%b8%ce%b7%ce%ba/

[Δροσος Γεωργιος]

40 χρόνια από την ανακάλυψη του ουδέτερου ασθενούς ρεύματος.

Πέρασαν ακριβώς 40 χρόνια από την ανακάλυψη στο CERN ενός νέου τύπου ρεύματος, που ονομάστηκε ουδέτερο ασθενές ρεύμα. Δεν επρόκειτο για κάποιο ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο, αλλά για μία άμεση απόδειξη για την ύπαρξη κι άλλης μίας δύναμης στη Φύση, που πήρε το όνομα ασθενής δύναμη.

Το αποτέλεσμα αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη δύο νέων σωματιδίων, των μποζονίων W και Ζ, τα οποία είναι και οι φορείς της ασθενούς δύναμης, εγκαινιάζοντας τις μεγάλες ανακαλύψεις του CERN, οι οποίες και οδήγησαν στην ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, μόλις πέρυσι, συμπληρώνοντας έτσι το παζλ του Καθιερωμένου Προτύπου.

Για την παρατήρηση αυτού του νέου είδους ρεύματος, χρειάστηκε ένας θάλαμος φυσαλίδων, με το όνομα Gargamelle. Ήταν μια κυλινδρική κατασκευή που ζύγιζε περίπου 1000 τόνους – και ήταν γεμάτη με 12 κυβικά μέτρα υγρό φρέον, ειδικά κατασκευασμένη για την ανακάλυψη του ασθενούς ρεύματος, μιας διαδικασίας που είχε προβλεφθεί τη δεκαετία του ’60, ανεξάρτητα, από τρεις φυσικούς: τους Sheldon Glashow, Abdus Salam, και Steven Weinberg.

Οι τρεις θεωρητικοί, είχαν φτάσει στο συμπέρασμα πως χρειαζόταν ένα νέο σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο θα ήταν ο φορέας της νέας αυτής δύναμης, η οποία ευθύνεται για τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα των ατόμων. Το νέο σωματίδιο, ονομάστηκε μποζόνιο Ζ, και ήταν κομμάτι μια θεωρίας που μετέπειτα ονομάστηκε ηλεκτρασθενής, καθώς ενοποιούσε τον ηλεκτρομαγνητισμό με την ασθενή δύναμη, εντάσσοντάς τες στο πλαίσιο μιας κοινής θεωρίας.

Στη φύση, υπάρχουν δύο ειδών σωματίδια: αυτά από τα οποία αποτελείται η ύλη, τα οποία ονομάζονται φερμιόνια (κουάρκ, ηλεκτρόνιο, νετρίνα) επειδή υπακούουν στη στατιστική Fermi-Dirac, και εκείνα που φέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις, τα μποζόνια (φωτόνιο, γκλουόνια, W, Z, Χιγκς, γκραβιτόνιο) που ακολουθούν τη στατιστική Bose-Einstein.

Η ανακάλυψη των W, Z έγινε με την παρατήρηση δύο φαινομένων που προέβλεπε η νέα θεωρία: την αλληλεπίδραση ενός νετρίνο με ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο υγρό φρέον, και τη σκέδαση ενός νετρίνο σε ένα πρωτόνιο ή νετρόνιο. Τον Ιούλιο του 1973, είχαν παρατηρηθεί 166 συμβάντα της δεύτερης περίπτωσης, κι ένα συμβάν με ηλεκτρόνιο, τα οποία άνοιγαν το δρόμο για την απόδειξη της ηλεκτρασθενούς θεωρίας.

Χρειάστηκαν ακόμη 10 χρόνια, μέχρι το 1983 και τα πειράματα UA1 και UA2 ώστε να διαπιστωθεί με απόλυτη σιγουριά η ύπαρξη των μποζονίων W και Z, χαρίζοντας στους τρεις θεμελιωτές της θεωρίας το Νόμπελ Φυσικής, και υποδεικνύοντας στην κοινότητα των θεωρητικών φυσικών, πως βρίσκονταν στο σωστό δρόμο για την περιγραφή της Φύσης.

Διαβάστε επίσης:

1. 30 χρόνια από την ανίχνευση του μποζονίου Ζ

http://physicsgg.me/2013/06/01/t%CF%81%CE%B9%CE%AC%CE%BD%CF%84%CE%B1-%CF%87%CF%81%CF%8C%CE%BD%CE%B9%CE%B1-%CE%B1%CF%80%CF%8C-%CF%84%CE%B7%CE%BD-%CE%B1%CE%BD%CE%AF%CF%87%CE%BD%CE%B5%CF%85%CF%83%CE%B7-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%BC%CF%80/

2. 30 χρόνια από την ανίχνευση του μποζονίου W

http://physicsgg.me/2013/01/26/30-%CF%87%CF%81%CF%8C%CE%BD%CE%B9%CE%B1-%CE%B1%CF%80%CF%8C-%CF%84%CE%B7%CE%BD-%CE%B1%CE%BD%CE%AF%CF%87%CE%BD%CE%B5%CF%85%CF%83%CE%B7-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%BC%CF%80%CE%BF%CE%B6%CE%BF%CE%BD%CE%AF%CE%BF/

 

http://physicsgg.me/2013/07/23/40-%cf%87%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%b1-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%ac%ce%bb%cf%85%cf%88%ce%b7-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bf%cf%85%ce%b4%ce%ad%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%bf/

 

H φυσική του δρόμου (ή είναι τρελοί αυτοί οι φυσικοί)

Ο νομπελίστας φυσικός Leon Μ. Lederman

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1988/

στήνει ένα τραπεζάκι σε πολυσύχναστο δρόμο της Νέας Υόρκης και απαντά στις ερωτήσεις του κόσμου!

Ο Leon Lederman είναι γνωστός στο ευρύ κοινό από το βιβλίο που έγραψε μαζί με τον Dick Teresi το 1993, «The God Particle : If the Universe is the Answer, what is the Question?» (Το σωματίδιο τού Θεού : Αν το σύμπαν είναι η απάντηση, ποια είναι η ερώτηση.

Υπενθυμίζουμε για άλλη μια φορά -γιατί πολύς ντόρος γίνεται σχετικά με την φράση “σωματίδιο του Θεού”- ότι ο εκδότης του βιβλίου ήθελε να αποφύγει την αρχική ονομασία του Higgs ως «καταραμένο σωματίδιο» (goddamn particle) και κράτησε μόνο το πρώτο συνθετικό τής λέξης, God.

Έτσι το μποζόνιο Higgs από “goddamn particle” έγινε “God particle”.

 

http://physicsgg.me/2012/07/23/h-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%b4%cf%81%cf%8c%ce%bc%ce%bf%cf%85-%ce%ae-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%cf%84%cf%81%ce%b5%ce%bb%ce%bf%ce%af-%ce%b1%cf%85%cf%84%ce%bf/

[Δροσος Γεωργιος]

Ένα γκάλοπ για το μέλλον της φυσικής.

Ολοκληρώθηκε το συνέδριο που πραγματοποιήθηκε στην Μαδρίτη, με τον πρωτότυπο τίτλο «Γιατί mH = 126 GeV;» (όπου mH η μάζα του μποζονίου Higgs).

Οι ομιλίες των ερευνητών που έλαβαν μέρος, για όποιον ενδιαφέρεται, βρίσκονται ΕΔΩ.

http://workshops.ift.uam-csic.es/WMH126/program.html

Στα πλαίσια της συνάντησης αυτής, οι διοργανωτές έδωσαν ένα ερωτηματολόγιο σχετικά με το μέλλον της φυσικής στους συμμετέχοντες, και πήραν απαντήσεις από ένα δείγμα περίπου 50 φυσικών των υψηλών ενεργειών.

Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι ερωτήσεις και οι απαντήσεις που προέκυψαν από αυτή την μικρή έρευνα:

 

1)Ο LHC και /ή ο ILC θα ανιχνεύσουν μη – καθιερωμένες ιδιότητες του μποζονίου Higgs;

α) Ναι.53%

β) Όχι.47%

 

 

2) Τελικά ο LHC θα βρει νέα φυσική, πέραν του μποζονίου Higgs;

α) Ναι.59%

β) Όχι.41%

 

3) Θα ανιχνευθεί σκοτεινή ύλη (WIMP, axions ή άλλο) στην επόμενη δεκαετία;

α) Ναι.75%

β) Όχι.25%

 

4) Θα μετρηθούν non – Gausianities (http://arxiv.org/abs/1002.1416 ) ή tensor modes ή άλλα νέα κοσμολογικά φαινόμενα;

α) Ναι.46%

β) Όχι.54%

 

5) Πιστεύετε ότι η θεωρία των χορδών θα είναι η τελική θεωρία ενοποίησης;

α) Ναι.27%

β) Όχι.27%

γ) Όχι, αλλά είναι ένα βήμα προς την σωστή κατεύθυνση.46%

 

 

6) Σχετικά με το πρόβλημα της ιεραρχίας, ποιες από τις παρακάτω επιλογές κατά την γνώμη σας είναι πιο κοντά στην αλήθεια;

α) Low SUSY – Η Υπερσυμμετρία (SUSY) χαμηλών ενεργειών λύνει το πρόβλημα της ιεραρχίας.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hierarchy_problem

β) No Hierarchy – Δεν υπάρχει το πρόβλημα της ιεραρχίας, πρόκειται για μια παρερμηνεία του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η θεωρία πεδίου.

γ) Anthropic – Η ιεραρχία μπορεί να γίνει κατανοητή στο πλαίσιο των επιχειρημάτων της ανθρωπικής αρχής, ίσως σε συνδυασμό με την ύπαρξη (του τεραστίου αριθμού δυνατών) ψευδοκενών στη θεωρία των χορδών.

http://en.wikipedia.org/wiki/String_theory_landscape

δ) Other TeV Physics – Υπάρχει νέα φυσική πάνω από την κλίμακα των TeV (π.χ. compositeness (=πρόκειται για την ιδέα ότι τα στοιχειώδη σωματίδια ύλης-αντιύλης του Καθιερωμένου Προτύπου δεν είναι στοιχειώδη αλλά συνίστανται από μικρότερες που ονομάζονται preons, μοντέλο Randal-Sundrum

http://en.wikipedia.org/wiki/Randall%E2%80%93Sundrum_model

, κάποια έκδοση της θεωρίας Technicolor )

http://physicsgg.me/2011/04/08/%CF%84echnicolor-%CE%B7-%CF%80%CE%AD%CE%BC%CF%80%CF%84%CE%B7-%CE%B4%CF%8D%CE%BD%CE%B1%CE%BC%CE%B7-%CF%83%CF%84%CE%B7-%CF%86%CF%8D%CF%83%CE%B7/

ε) Low Strings – Υπάρχει μια θεωρία χορδών μικρής κλίμακας πάνω από μερικά TeV.

στ) Άλλο.

http://physicsgg.me/2013/09/27/%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%b3%ce%ba%ce%ac%ce%bb%ce%bf%cf%80-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%bf-%ce%bc%ce%ad%ce%bb%ce%bb%ce%bf%ce%bd-%cf%84%ce%b7%cf%82-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82/

http://physicsgg.me/2013/09/27/%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%b3%ce%ba%ce%ac%ce%bb%ce%bf%cf%80-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%bf-%ce%bc%ce%ad%ce%bb%ce%bb%ce%bf%ce%bd-%cf%84%ce%b7%cf%82-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82/

[Δροσος Γεωργιος]

Οι εγκαταστάσεις του CERN στο Google Street View.

Οι εγκαταστάσεις του CERN είναι το πιο πρόσφατο «αξιοθέατο» που εντάχθηκε στην υπηρεσία Street View της Google, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στους χρήστες να ξεναγηθούν στα εργαστήρια και τον υπερσύγχρονο εξοπλισμό που βρίσκεται εγκατεστημένος στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής στη Γενεύη.

Καθώς το CERN είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο ερευνητικό κέντρο του είδους του, οι άνθρωποι της Google χρειάστηκαν δύο εβδομάδες ώστε, σε συνεργασία με τους υπεύθυνους του Κέντρου, να «σαρώσουν» όλους τους εσωτερικούς χώρους με τις ειδικές κάμερες. Αν και αυτό έγινε το 2011, τα πανοραμικά στιγμιότυπα των εγκαταστάσεων «ανέβηκαν» στο Street View μόλις πριν από λίγα 24ωρα.

Όπως αναφέρει η Google στο επίσημο μπλογκ της, εκτός από τους απλούς χρήστες, η εικονική «περιήγηση» θα είναι χρήσιμη και για τους επιστήμονες που, από χιλιόμετρα μακριά, αναλύουν δεδομένα από το CERN χωρίς να έχουν καταφέρει να επισκεφθούν ποτέ το Κέντρο. Κι αυτό γιατί θα τους δώσει τη δυνατότητα να δουν για πρώτη φορά τον εξοπλισμό που παρέχει αυτές τις μετρήσεις.

Περίοπτη θέση έχουν τα τμήματα της σήραγγας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), του ισχυρότερου επιταχυντή στον κόσμο. Επίσης, μέσω του Street View, μπορεί κανείς να ξεναγηθεί στους ανιχνευτές (ATLAS, ALICE, CMS, LHCb), οι οποίοι αναλύουν τα «θραύσματα» που προκύπτουν από τις συγκρούσεις δεσμών πρωτονίων-πρωτονίων, μέσα στον LHC.

Ο επιταχυντής και οι ανιχνευτές συμμετέχουν στο «πείραμα του αιώνα» που βρίσκεται σε εξέλιξη στο CERN και το οποίο αναμένεται να δώσει απάντηση σε θεμελιώδη ερωτήματα της φυσικής και της κοσμολογίας, όπως το γιατί η ύλη υπερίσχυσε της αντιύλης στις πρώτες φάσεις της συμπαντικής δημιουργίας, αν υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις και αν ισχύει η θεωρία της υπερσυμμετρίας.

Ήδη πριν ο LHC τεθεί εκτός λειτουργίας για αναβάθμιση, παρείχε στους επιστήμονες δεδομένα τα οποία συνηγορούν κατά 99,99995% για την ύπαρξη του σωματιδίου Χιγκς, το οποίο έχει προταθεί εδώ και δεκαετίες ως ο μηχανισμός που προσδίδει μάζα στην ύλη.

http://portal.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathworld_1_30/09/2013_520891