CERN: Ευρωπαϊκος Οργανισμος Στοιχειωδών Σωματιδίων

[Δροσος Γεωργιος]

Μια επισκοπηση για το τέλος του χρόνου.

Στον LHC αναδημιουργούν την «πρωταρχική σούπα».

Τα δύο τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας σχεδόν μονοπωλείται από το λεγόμενο «πείραμα του αιώνα» που πραγματοποιείται στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη. Εκεί βρίσκεται ο ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων που κατασκευάστηκε ποτέ πάνω στη Γη με σκοπό να επιτρέψει στους φυσικούς να ανακαλύψουν, μεταξύ άλλων, από ποια ακριβώς σωματίδια ήταν φτιαγμένο το «πλάσμα», δηλαδή η πρωταρχική σούπα από κουάρκ και γλοιόνια που, πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, συγκροτούσαν την ύλη του νεογέννητου Σύμπαντος.

Ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων, ο περιβόητος LHC (Large Hadron Collider), είναι μια υπόγεια κυκλική σήραγγα που βρίσκεται σε βάθος 50-175 μέτρων κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, στα σύνορα της Ελβετίας με τη Γαλλία. Πρόκειται για ένα τούνελ συνολικού μήκους 27 χιλιομέτρων, γύρω από το οποίο έχουν τοποθετηθεί 1.292 γιγάντιοι υπεραγώγιμοι μαγνήτες, ικανοί να δημιουργούν ένα ισχυρότατο μαγνητικό πεδίο (δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης).

Μέσα σε αυτή την κυκλική σήραγγα οι επιστήμονες δημιουργούν δύο ταχύτατες αλλά αντίρροπες δέσμες πρωτονίων. Και ακριβώς γι' αυτόν τον σκοπό υπάρχουν οι γιγάντιοι μαγνήτες για να εξαναγκάζουν τα πρωτόνια να επιταχύνονται κατά δέσμες και να ακολουθούν μια προκαθορισμένη πορεία, χωρίς να συγκρούονται στα τοιχώματα της σήραγγας.

 

Μια μηχανή του χρόνου

Στον LHC οι δύο αντίρροπες δέσμες πρωτονίων ταξιδεύουν με ιλιγγιώδεις ταχύτητες (πολύ κοντά σε αυτήν του φωτός) και συγκρούονται μεταξύ τους σε τέσσερα προκαθορισμένα σημεία του δακτυλίου του επιταχυντή.

Σε αυτά τα τέσσερα προκαθορισμένα σημεία υπάρχουν τέσσερις διαφορετικοί ερευνητικοί σταθμοί, στον καθέναν από τους οποίους εκτελούνται διαφορετικά πειράματα: το «CMS» (Compact Muon Solenoid), το «ALICE», το «ATLAS» και το «LHCB».

Ωστόσο, ο LHC δεν είναι απλώς ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής που κατασκευάστηκε ποτέ πάνω στη Γη, αλλά και μια πολύπλοκη «μηχανή του χρόνου», που επιτρέπει στους ερευνητές να αναπαράγουν σε μικρογραφία τα όσα συνέβησαν αμέσως μετά το Big Bang: τη μεγάλη έκρηξη από την οποία υποθέτουν ότι προήλθε το σημερινό Σύμπαν. Και πράγματι οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, χάρη στον επιταχυντή LHC, είναι όντως σε θέση να πάνε πίσω στον χρόνο, αναδημιουργώντας τις ακριβείς συνθήκες που επικρατούσαν στο Σύμπαν ένα ή δύο τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη μεγάλη έκρηξη.

Ετσι, για παράδειγμα, πριν από ένα μήνα οι ερευνητές που εργάζονται στο πείραμα «CMS» κατάφεραν να δημιουργήσουν τις συνθήκες που επικρατούσαν σχεδόν αμέσως μετά τη γένεση του πρώιμου Σύμπαντος και επομένως να διαπιστώσουν από τι ήταν φτιαγμένο και πώς συμπεριφερόταν.

Ο ανιχνευτής CMS (Compact Muon Solenoid) είναι μια γιγάντια μηχανή που έχει βάρος 14 τόνους, διάμετρο 15 μέτρα, μήκος 29 μέτρα, και χρειάστηκαν πάνω από 16 χρόνια για την κατασκευή της. Στόχος αυτού του ανιχνευτή είναι η μελέτη των συγκρούσεων των πρωτονίων σε πολύ υψηλές ενέργειες και θερμοκρασίες παρόμοιες με εκείνες του πρώιμου Σύμπαντος.

Σε τέτοιες ακραίες συνθήκες οι συγκρούσεις δεσμίδων από επιταχυνόμενα πρωτόνια γεννούν ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών σωματιδίων, αρκετά από τα οποία, όπως διαπίστωσαν, τείνουν να συμπεριφέρονται ομαδικά, γεγονός που, με τη σειρά του, υποδεικνύει μια εγγενή συγγένεια μεταξύ τους. Κάτι τέτοιο είχε ήδη παρατηρηθεί στο παρελθόν στον επιταχυντή Brookhaven στις ΗΠΑ, όπου όμως δεν συγκρούονταν πρωτόνια αλλά ολόκληροι πυρήνες από άτομα χρυσού με πολύ μεγαλύτερη μάζα και πολύ μικρότερη ενέργεια (συγκρούσεις 14 φορές χαμηλότερης ενέργειας από αυτές που πραγματοποιήθηκαν στον επιταχυντή LHC).

Σήμερα είναι γνωστό ότι το σύνολο της ορατής ύλης του Σύμπαντος συγκροτείται από μονάχα δύο βασικές κατηγορίες στοιχειωδών σωματιδίων: φερμιόνια και μποζόνια. Τα μποζόνια είναι τα σωματίδια-φορείς όλων των θεμελιωδών δυνάμεων, χάρη στις οποίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους τα φερμιόνια ώστε να συγκροτούν σταθερές δομές, π.χ. τα άτομα. Τα φερμιόνια συνεπώς είναι τα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελούνται όλα τα άτομα και, για την ακρίβεια, όλα τα πρωτόνια και τα νετρόνια του πυρήνα, καθώς και τα ηλεκτρόνια.

 

Η καυτή σούπα από πλάσμα

Μάλιστα, η έρευνα στη μικροφυσική έδειξε ότι όλα τα πρωτόνια και τα νετρόνια του πυρήνα των ατόμων προκύπτουν πάντα από συνδυασμούς τριών στοιχειωδέστερων σωματιδίων, των κουάρκ, ενώ τα ηλεκτρόνια ανήκουν σε μία διαφορετική κατηγορία υποατομικών σωματιδίων, που ονομάζονται λεπτόνια, τα οποία όμως αποτελούν και αυτά μέρος της ευρύτερης οικογένειας των φερμιονίων.

Συνεπώς, σε υποατομικό επίπεδο, η δομή του μικρόκοσμου φαίνεται πως είναι εντυπωσιακά απλή: έξι τύποι κουάρκ και έξι τύποι λεπτονίων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω τεσσάρων δυνάμεων (της βαρύτητας, του ηλεκτρομαγνητισμού, της ασθενούς και της ισχυρής πυρηνικής αλληλεπίδρασης) για να παραγάγουν την τεράστια ποικιλία δομών του γνωστού μας Σύμπαντος!

Ομως, σε πολύ ακραίες συνθήκες ενέργειας και θερμοκρασίας -που όμοιές τους δεν υπάρχουν σήμερα ούτε στους πυρήνες των πιο θερμών άστρων- η συνήθης ύλη που συγκροτείται από «πακέτα» σωματιδίων (κουάρκ-γλοιονίων) διαλύεται σε μια «σούπα». Μια περίεργη κατάσταση που οι ειδικοί την περιγράφουν ως «πλάσμα από κουάρκ και γλοιόνια» και όπως υποψιάζονται είναι αυτή που επικρατούσε στις εξίσου ακραίες συνθήκες του πρώιμου Σύμπαντος. Σήμερα, τα κουάρκ δεν βρίσκονται ποτέ ελεύθερα αλλά πάντα συνδυασμένα ανά τρία μέσω ισχυρής πυρηνικής δύναμης για να σχηματίσουν, π.χ., ένα πρωτόνιο ή ένα νετρόνιο. Οσο για τα γλοιόνια, αυτά είναι τα σωματίδια-φορείς της ισχυρής πυρηνικής δύναμης που απαιτείται για να επιτευχθούν οι διάφοροι συνδυασμοί των κουάρκ.

Ετσι, κουάρκ και γλοιόνια είναι πλέον οριστικά «παγιδευμένα» στην τρέχουσα δομή της ύλης, υπάρχουν δηλαδή ενσωματωμένα στις σημερινές πολύ πιο σύνθετες μορφές οργάνωσης της ύλης-ενέργειας και όμως ενώ είναι αόρατα συνδιαμορφώνουν τις οικογένειες των μεγαλύτερων υποατομικών σωματιδίων.

Μολονότι τα πρόσφατα πειραματικά δεδομένα από τον ανιχνευτή «CMS» ενισχύουν την υπόθεση της ύπαρξης μιας τέταρτης κατάστασης της ύλης, ενός πρωταρχικού «πλάσματος κουάρκ-γλοιονίων», σε καμία περίπτωση δεν αποτελούν και την επαρκή επιβεβαίωσή της. Πολύ σαφέστερες απαντήσεις αναμένεται να μας προσφέρει πολύ σύντομα ένας άλλος ανιχνευτής του LHC. Πρόκειται για το πρόγραμμα «ALICE», το οποίο είναι ειδικά σχεδιασμένο για να διερευνήσει τη βαθύτερη δομή και οργάνωση του εξωτικού πλάσματος κουάρκ-γλοιονίων.

Αν κάποια βεβαιότητα προκύπτει από όλα αυτά, είναι ότι με αυτό το μεγαλειώδες πείραμα, που στην πραγματικότητα μόλις τώρα ξεκινά, η ευρωπαϊκή επιστήμη επιστρέφει δυναμικά στην παραμελημένη και συστηματικά υποβαθμισμένη στη εποχή μας βασική επιστημονική έρευνα. Στο είδος δηλαδή της έρευνας που δεν αποβλέπει σε κάποιες κοντόφθαλμες οικονομικές ή πρακτικές εφαρμογές, αλλά καθοδηγείται από τη βαθύτερη επιθυμία μας να κατανοήσουμε τον Κόσμο, ή έστω από τη ζωτική ανάγκη μας να συνειδητοποιήσουμε τα όρια των γνώσεών μας.

 

Στην φωτογραφία η εντυπωσιακή τοιχογραφία του Josef Kristofoletti στο κτίριο του «Ατλαντα», του ανιχνευτή που χρησιμοποιείται για την καταγραφή των τεκταινομένων στα πειράματα του CERN.

[Δροσος Γεωργιος]

Στήνουν «παγίδα» για να συλλάβουν αντιύλη.

Πριν από λίγες εβδομάδες στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (το γνωστό CΕRΝ) ερευνητές κατόρθωσαν να «παγιδεύσουν» για πρώτη φορά άτομα της μυστηριώδους αντιύλης. Οι ερευνητές είχαν δημιουργήσει ένα πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο ονόμασαν «μαγνητικό μπουκάλι», γύρω από το οποίο δημιούργησαν 38 σωματίδια αντιύλης τα οποία παρέμειναν παγιδευμένα εκεί για λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Τώρα μια νέα ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε μια νέα τεχνική, την οποία ονόμασε «μαγνητική παγίδα», με την οποία, όπως υποστηρίζουν, μπορούν να συλλαμβάνουν μεγάλο αριθμό σωματιδίων αντιύλης που να «επιβιώνουν» για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Η φυσική επιστήμη θεωρεί ότι για κάθε σωματίδιο, όπως τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια, υπάρχει ένα αντισωματίδιο το οποίο η επιστημονική κοινότητα έχει ονομάσει «σωματίδιοκαθρέφτη».

Για παράδειγμα, ο «καθρέφτης» του πρωτονίου είναι το αντιπρωτόνιο, του υδρογόνου το αντιυδρογόνο, ενώ «καθρέφτης» του ηλεκτρονίου είναι το ποζιτρόνιο. Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία, κατά τη γέννηση του Σύμπαντος η αντιύλη ήταν τόση όση και η ύλη, αλλά στη συνέχεια εξαφανίστηκε.

Οι επιστήμονες προσπαθούν επί χρόνια να βρουν απαντήσεις σε αυτό το κοσμικό μυστήριο, η λύση του οποίου θα φωτίσει άγνωστες πτυχές της δημιουργίας αλλά και της εξέλιξης του συμπαντικού περιβάλλοντος. «Με αυτές τις νέες μεθόδους παραγωγής αντιύλης θα μπορέσουμε σύντομα να τη μελετήσουμε και να μάθουμε τα μυστικά της» δήλωσε στο πρακτορείο Reuters ο Γιασουνόρι Γιαμαζάκα, μέλος της ερευνητικής ομάδας που δημιούργησε τη μαγνητική παγίδα. Εκτός από απαντήσεις σε κοσμικά μυστήρια, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η αντιύλη θα μπορούσε να αποτελέσει όχι απλώς μια εναλλακτική πηγή ενέργειας, αλλά την απόλυτη πηγή, αφού θεωρητικά η αντιύλη θα μπορούσε να παρέχει απεριόριστη και χωρίς κανένα κόστος ενέργεια.

[Δροσος Γεωργιος]

Περισσότερα για την αντιύλη.

Ενα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση των μυστηρίων του Σύμπαντος η απομόνωση για μεγάλο χρονικό διάστημα ατόμων αντι-υδρογόνου.

Για τους φυσικούς, ακόμη κι ένα κομματάκι αντι-ύλης είναι πολύτιμο δώρο. Συγκρίνοντας την ύλη με το συμπλήρωμά της, είναι σε θέση να ελέγξουν τις θεμελιακές συμμετρίες που βρίσκονται στην καρδιά του καθιερωμένου μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής και να αναζητήσουν ενδείξεις για νέα θεωρητικά μοντέλα.

Ωστόσο, λίγα δώρα μάς δυσκολεύουν τόσο στο περιτύλιγμά τους: μόλις ένα σωματίδιο αντι-ύλης έρθει σε επαφή με το ομόλογό του της ύλης, και τα δύο εκμηδενίζονται σε μια υπέρλαμπρη έκρηξη ενέργειας.

Τώρα όμως μια ερευνητική ομάδα του CERN, του ευρωπαϊκού εργαστηρίου σωματιδιακής Φυσικής που βρίσκεται κοντά στη Γενεύη, κατάφερε 38 φορές να «φυλακίσει» μεμονωμένα άτομα αντι-υδρογόνου σε μια μαγνητική παγίδα για περισσότερα από 170 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ενα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντι-πρωτόνιο και ένα θετικά φορτισμένο ποζιτρόνιο, το αντι-υλικό ομόλογο του ηλεκτρονίου.

Τόσο η ομάδα συνεργασίας ALPHA όσο και η παράλληλα εργαζόμενη στο ίδιο πεδίο ATRAP εργάζονται στον αντίποδα του μεγαλόπνοου πειράματος του CERN για την ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς (το λεγόμενο και σωματίδιο του Θεού, που πιστεύεται ότι έδωσε μάζα στα άλλα σωματίδια μετά το Μπιγκ Μπανγκ): Ενώ για εκείνο χρησιμοποιείται επιταχυντής σωματιδίων, οι ομάδες ALPHA και ATRAP χρησιμοποιούν επιβραδυντή σωματιδίων. Σκοπός και των δύο ομάδων είναι να συγκρίνουν τα επίπεδα ενέργειας του αντι-υδρογόνου με εκείνα του υδρογόνου, προκειμένου να επαληθεύσουν πως τα σωματίδια της αντι-ύλης υπόκεινται στις ίδιες ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις με τα σωματίδια της ύλης, μια θεμελιώδη υπόθεση του καθιερωμένου μοντέλου.

Οι ισχυρισμοί της ομάδας ALPHA είναι η πρώτη μεγάλη πρόοδος μετά τη δημιουργία χιλιάδων ατόμων αντι-υδρογόνου το 2002 από ένα πρόδρομο πείραμα ονόματι ΑΤΗΕΝΑ2 και από την ATRAP. Και οι δύο ομάδες συνδύασαν επιβραδυμένα αντι-πρωτόνια με ποζιτρόνια ώστε να παραχθούν άτομα αντι-υδρογόνου. Ομως, μέσα σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, τα άτομα εκμηδενίστηκαν μαζί με την κανονική ύλη στα τοιχώματα του περιέκτη τους. Προκειμένου να μη συμβεί κάτι τέτοιο, η ομάδα ALPHA σχημάτισε τα άτομα αντι-υδρογόνου μέσα σε μια μαγνητική παγίδα. Παρόλο που δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένο όπως τα αντι-πρωτόνια και τα ποζιτρόνια, το αντι-υδρογόνο -όπως και το υδρογόνο- διαθέτει έναν πιο λεπτοφυή μαγνητικό χαρακτήρα, που προκύπτει από τα σπιν των σωματιδίων του.

Οι ερευνητές της ALPHA χρησιμοποίησαν έναν οκτάπολο μαγνήτη για να δημιουργήσουν ένα μαγνητικό πεδίο που ήταν ισχυρότερο κοντά στα τοιχώματα της παγίδας και ελαχιστοποιούνταν στο κέντρο, ωθώντας τα άτομα να συγκεντρώνονται εκεί. Για να παγιδευθούν μόλις 38 άτομα, η ομάδα επανέλαβε 335 φορές το πείραμα. Και για να γίνουν φασματοσκοπικές μετρήσεις εκτιμάται πως θα χρειαστεί να παγιδευθούν ταυτόχρονα μέχρι 100 άτομα αντι-υδρογόνου.

Με τη σειρά της, η ATRAP ελπίζει πως θα φτάσει νωρίτερα σε αυτόν το στόχο, καθώς χρησιμοποιεί μια διαφορετική μέθοδο, δημιουργώντας χαμηλής ταχύτητας άτομα αντι-υδρογόνου, τα οποία μπορούν να παραμείνουν παγιδευμένα για περισσότερο χρόνο. Αλλά και άλλες δύο ομάδες μελετούν το αντι-υδρογόνο. Η διεθνής συνεργασία ASACUSA προτείνει τη δημιουργία δέσμης αντι-ηλεκτρονίων, ώστε να μελετά τα επίπεδα ενέργειας του αντι-υδρογόνου χωρίς να χρειάζεται να το παγιδεύσει. Και ένα άλλο πείραμα του CERN ονόματι AEgIS έχει αρχίσει να συγκρίνει τις επιδράσεις της βαρύτητας στο υδρογόνο και στο αντι-υδρογόνο. Αν δεν είναι ακριβώς ίδιες, όπως θεωρούμε μέχρι στιγμής, τα αποτελέσματα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να επιλέξουν τις κατάλληλες προσεγγίσεις που θα ενοποιήσουν την κβαντική θεωρία με εκείνη της γενικής σχετικότητας.

 

Ένα αστρικό σύστημα επιταχύνει πρωτόνια σε ενέργειες που ανταγωνίζονται τον επιταχυντή LHC.

Οι φυσικοί που μοχθούν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων έχουν τώρα έναν ουράνιο αντίπαλο. Πρωτόνια σε ένα ζευγάρι άστρων, που κινούνται το ένα γύρω από το άλλο, συνελήφθησαν να έχουν ενέργειες συγκρίσιμες με αυτές που μπορούν να επιτευχθούν στον ισχυρότερο επιταχυντή στον κόσμο, σύμφωνα με μια νέα έρευνα.

Τα δύο άστρα από τα μεγαλύτερα που γνωρίζουμε στον Γαλαξία – συναποτελούν το σύστημα αστέρων Ήτα Τρόπιδας (Eta Carinae), κάπου 7.500 έτη φωτός από τη Γη. Τα άστρα αυτά με την τεράστια μάζα εκπέμπουν πυκνούς αστρικούς ανέμους, ενώ έχει υπολογιστεί ότι το Eta Carinae ρίχνει προς τα έξω μάζα ίση με της Γης κάθε εβδομάδα.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi της NASA των ακτίνων-γ κατέγραψε πρόσφατα ακτίνες γάμμα από το Ήτα Τρόπιδος, να κυμαίνονται από 20 έως 50 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, ανέφερε ο Roland Walter του Πανεπιστημίου της Γενεύης, σε ένα συμπόσιο Σχετικιστικής Αστροφυσικής που πραγματοποιήθηκε στη Χαϊδελβέργη.

Η πιο αληθοφανής εξήγηση για αυτές τις ενεργητικές εκπομπές είναι ότι τα πρωτόνια, τα οποία έχουν παγιδευτεί από τα ισχυρά μαγνητικά πεδίο του συστήματος, κινούνται συνεχώς εμπρός και πίσω μεταξύ των δύο αστρικών ανέμων, κερδίζοντας έτσι ενέργεια κατά τη διάρκεια της κάθε αναπήδησης. Υπολογίζεται ότι τα πρωτόνια αποκτούν ενέργειες τουλάχιστον 10 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), υψηλότερες από τη μέγιστη ενέργεια που αποκτούν τα πρωτόνια, 7 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, στον επιταχυντή LHC, εκτιμά ο Walter και οι συνεργάτες του. "Το Ήτα Τρόπιδος είναι μια έκδοση λίγο μεγαλύτερης κλίμακας από τον Μεγάλο Επιταχυντή," δήλωσε ο Walter.

Εκτός από τα πρωτόνια των 10 TeV, οι ισχυροί αστρικοί άνεμοι της Τρόπιδος μεταφέρουν φορτισμένα άτομα. Όταν τα ενεργητικά πρωτόνια συγκρούονται με αυτά τα ιόντα, τα πρωτόνια παράγουν σωματίδια που ονομάζονται πιόνια και τα οποία όταν διασπώνται παράγουν ακτίνες γάμμα που παρατηρούνται από το τηλεσκόπιο ακτίνων-γ Fermi.

Η μελέτη δείχνει ότι οι συγκρούσεις μεταξύ των αστρικών ανέμων είναι μια πιθανή πηγή του ρεύματος πρωτονίων καθώς και άλλων ενεργητικών ιόντων υψηλής ταχύτητας, που ονομάζονται κοσμικές ακτίνες, μέσα στον Γαλαξία μας. Το φαινόμενο αυτό είχε προβλεφθεί από καιρό, αλλά οι εκπομπές από το Ήτα Τρόπιδος προσφέρουν κάποια αρχικά απόδειξη αυτού του μοντέλου, λέει ο Walter.

Άλλα μεγάλα αστρικά συστήματα, που επίσης αναμένεται να έχουν ισχυρούς αστρικούς ανέμους, μπορεί να είναι πρώτης τάξεως υποψήφιοι για τη δημιουργία των κοσμικών ακτίνων, πρόσθεσε.

Ένα πορτρέτο του τεράστιου αστρικού συστήματος Ήτα Τρόπιδας, στο ορατό φως.

[Δροσος Γεωργιος]

CERN -Καμία ένδειξη για «μίνι» μαύρες τρύπες.

Ο ανιχνευτής CMS (Compact Muon Solenoid), ο οποίος διεξάγει ένα από τα τέσσερα μεγάλα πειράματα του υπόγειου επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ολοκλήρωσε την πρώτη φάση των ερευνών του για τον εντοπισμό μικροσκοπικών μαύρων τρυπών, που μπορεί να παραχθούν από τις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πρωτονίων, και το αποτέλεσμα ήταν…μηδέν.

Όπως αναφέρεται σε ανακοίνωση του CERN και στο New Scientist, οι φυσικοί που εργάζονται στο πείραμα CMS, δεν βρήκαν καθόλου στοιχεία για τη δημιουργία μίνι-μαύρων οπών. Η παραγωγή τους πλέον αποκλείστηκε για μάζες μέχρι 3,5 έως 4,5 TeV (δέκα εις τη δωδεκάτη ηλεκτρονιοβόλτ) και αυτός ο αποκλεισμός ισχύει για μια ποικιλία θεωρητικών μοντέλων.

Οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες (που μερικοί φοβούνται ότι μπορεί να…καταπιούν τη Γη) προβλέπονται σε ορισμένες θεωρίες φυσικών, που προσπαθούν να ενοποιήσουν τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν και την Κβαντομηχανική, προτείνοντας την ύπαρξη «διπλωμένων» πρόσθετων διαστάσεων, πέρα από τις τρεις γνωστές του χώρου και την τέταρτη του χρόνου.

Στις υψηλές ενέργειες που λειτουργεί ο επιταχυντής του CERN, αυτά τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν ότι τα σωματίδια μπορεί να συγκρούονται τόσο «στενά», ώστε να είναι ευαίσθητα σε αυτές τις υποθετικές έξτρα διαστάσεις. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα συγκρουόμενα σωματίδια μπορεί να αλληλεπιδρούν βαρυτικά με ισχύ ανάλογη των άλλων θεμελιωδών δυνάμεων (της ηλεκτρομαγνητικής, της ασθενούς πυρηνικής και της ισχυρής), με συνέπεια να είναι -θεωρητικά- δυνατό τα δύο σωματίδια να δημιουργήσουν μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα.

Αν κάτι τέτοιο συνέβαινε (και τα νέα δεδομένα δεν το έχουν αποδείξει, ακόμα τουλάχιστον), τότε μια τέτοια μίνι-μαύρη τρύπα θα εξαφανιζόταν αμέσως, παράγοντας μια διακριτή ροή υποατομικών σωματιδίων κανονικής ύλης. Ο υψηλής ακρίβειας ανιχνευτής CMS ψάχνει ακριβώς για «υπογραφές» τέτοιων σωματιδίων που θα δημιουργούνταν από μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα και έχει καταγράψει όλες τις συγκρούσεις πρωτονίων που έγιναν το 2010 με συνολική ισχύ 7 TeV (3,5 TeV για κάθε συγκρουόμενη ακτίνα πρωτονίων). Όμως, σύμφωνα με τη σχετική επιστημονική ανακοίνωση που θα δημοσιευτεί επίσημα στο περιοδικό φυσικής «Physics Letters B», ο CMS δεν έχει βρει κανένα ίχνος μαύρης τρύπας προς το παρόν.

Το πείραμα CMS θα συνεχίσει τις έρευνές του από τις αρχές του 2011, όταν ο επιταχυντής του CERN επαναλειτουργήσει μετά από μια σύντομη διακοπή για τεχνικούς λόγους. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν την πιθανότητα ύπαρξης παραπάνω διαστάσεων, καθώς οι μίνι-μαύρες τρύπες ίσως μπορούν να παραχθούν σε ακόμα υψηλότερες ενέργειες, στις οποίες θα λειτουργήσει ο επιταχυντής του CERN στο μέλλον. Σίγουρα όμως ο εντοπισμός των έξτρα διαστάσεων γίνεται πλέον πιο δύσκολος.

[Δροσος Γεωργιος]

Το δημοσίευσε ο Captain Kerk.Αξιζει ομως να υπαρχει σε αυτη την ενότητα.

«Κούρσα» πια μόνο για το CERN η αναζήτηση του «σωματιδίου του Θεού»

Μετά την αποχώρηση-κλείσιμο του δεύτερου επιταχυντή (Tevatron) εντός του 2011.

Ο αμερικανικός επιταχυντής σωματιδίων Tevatron δεν πρόκειται να επεκτείνει τη λειτουργία του μέχρι το 2014, πράγμα που αφήνει μόνο του τον ευρωπαϊκό επιταχυντή του CERN στην «κούρσα» εύρεσης του μποζονίου του Χιγκς, του λεγόμενου και «σωματιδίου του Θεού», κάτι που μπορεί να συμβεί ακόμη κι εντός του 2011.

Πολλοί Αμερικανοί φυσικοί επεδίωκαν μια χρονική παράταση με την ελπίδα να προλάβουν πρώτοι να βρουν το σωματίδιο, πριν τους ευρωπαίους συναδέλφους τους, όμως λόγω έλλειψης των αναγκαίων κονδυλίων στον κρατικό προϋπολογισμό των ΗΠΑ (χρειάζονταν άλλα 35 εκατ. δολάρια ετησίως έως το 2014), το Εργαστήριο Fermilab, όπου ανήκει ο Tevatron και το οποίο, με τη σειρά του, ελέγχεται από το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, αποφάσισε ότι τελικά δεν θα δοθεί η αιτούμενη παράταση, σύμφωνα με το BBC και το New Scientist.

Έτσι, όπως είχε εξ αρχής προγραμματιστεί ο «γερασμένος» αμερικανικός επιταχυντής, που βρίσκεται κοντά στο Σικάγο και έχει ηλικία 27 ετών, θα σταματήσει τη λειτουργία του το 2011, μάλλον το Σεπτέμβριο, αφήνοντας έκτοτε ανοικτό το πεδίο στον επιταχυντή του CERΝ, που βρίσκεται κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

Οι αισιόδοξοι Αμερικανοί σωματιδιακοί φυσικοί πάντως ελπίζουν ότι μέχρι το Σεπτέμβριο, οπότε το μηχάνημά τους θα συλλέγει συνεχώς νέα στοιχεία από τις συγκρούσεις σωματιδίων, θα καταφέρουν να βρουν επιτέλους το σωματίδιο-φάντασμα του Χιγκς, το οποίο θεωρείται, σύμφωνα με την καθιερωμένη θεωρία της Φυσικής, ότι δίνει μάζα στα υπόλοιπα σωματίδια. Παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, το σωματίδιο δεν έχει ακόμα εντοπιστεί, αν και οι επιστήμονες έχουν σιγά-σιγά περιορίσει το πεδίο που θα έπρεπε να ψάξουν και έτσι έχουν κάνει πιο πιθανή την ανακάλυψή του με το πέρασμα του χρόνου.

Το 2010, οι ερευνητές του Tevatron ανακοίνωσαν ότι πλησιάζουν το στόχο τους, γι' αυτό άλλωστε ζήτησαν την χρονική παράταση λειτουργίας του επιταχυντή. Από την άλλη, το CERN αρχικά σχεδίαζε να σταματήσει για συντήρηση τη λειτουργία του ευρωπαϊκού επιταχυντή στο τέλος του τέλος του 2011 και επί ένα έτος. Όμως, πιο πρόσφατα, αξιωματούχοι του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών δήλωσαν ότι ίσως η φάση συντήρησης μπορεί να περιμένει για ένα ακόμη χρόνο, πράγμα που σημαίνει ότι ο επιταχυντής δεν θα κλείσει πριν το τέλος του 2012. Αυτό θα δώσει αρκετό χρονικό περιθώριο στους φυσικούς του CERN -«ανενόχλητοι» πλέον από τον ανταγωνισμό του Tevatron- να βρουν το μποζόνιο του Χιγκς ή, πιθανώς, να αποκλείσουν οριστικά την ύπαρξή του, κάτι που επίσης θα φέρει τα πάνω-κάτω στη σύγχρονη φυσική, ανατρέποντας καθιερωμένες θεωρίες.

Το μηχάνημα του CERN μπορεί να πραγματοποιήσει συγκρούσεις σωματιδίων με πολύ μεγαλύτερη ενέργεια σε σχέση με το μηχάνημα του Fermilab, πράγμα που του δίνει συγκριτικό πλεονέκτημα.

http://www.astrovox.gr/forum/viewtopic.php?t=13666

[Δροσος Γεωργιος]

Περικυκλώνεται’ η σκοτεινή ύλη στον επιταχυντή του CERN.

Σωματιδιακοί φυσικοί λένε ότι είναι πιο κοντά από ποτέ για να βρουν επιτέλους την πηγή της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης του σύμπαντος, μετά από μια πολύ καλή χρονιά ερευνών στον ανιχνευτής σωματιδίων Compact Muon Solenoid (CMS), που ανήκει στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στη Γενεύη.

Οι επιστήμονες έχουν τώρα πραγματοποιήσει την πρώτη πλήρη εκτέλεση πειραμάτων, όταν συνέτριψαν μαζί πρωτόνια με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Κι όταν αυτά τα πρωτόνια συγκρούονται στην καρδιά του ανιχνευτή CMS, οι προκύπτουσες ενέργειας καθώς και οι πυκνότητες είναι παρόμοιες με αυτές που υπήρχαν στις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος, αμέσως μετά το Big Bang, κάπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Οι μοναδικές συνθήκες που δημιουργούνται από αυτές τις συγκρούσεις μπορεί να οδηγήσουν στην παραγωγή νέων σωματιδίων, που νομίζουμε πως θα υπήρχαν σε αυτές τις πρώτες στιγμές, αλλά από τότε έχουν εξαφανιστεί.

Οι ερευνητές πιστεύουν τώρα ότι βρίσκονται στον σωστό δρόμο είτε για να επιβεβαιώσουν είτε για να αποκλείσουν μία από τις αρχικές θεωρίες, που θα μπορούσε να λύσει πολλά από τα εκκρεμή ζητήματα της σωματιδιακής φυσικής, μια θεωρία γνωστή ως υπερσυμμετρία (SUSY). Πολλοί ελπίζουν ότι τούτη η θεωρία θα μπορούσε να είναι μια έγκυρη επέκταση για το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, που περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις των γνωστών υποατομικών σωματιδίων με εκπληκτική ακρίβεια, αλλά παραλείπει να ενσωματώσει τη γενική σχετικότητα, την σκοτεινή ύλη και την σκοτεινή ενέργεια.

Στη σωματιδιακή φυσική, η υπερσυμμετρία είναι μια συμμετρία που σχετίζει τα στοιχειώδη σωματίδια με spin 1, με άλλα σωματίδια που διαφέρουν κατά 1/2 του spin αυτού και που είναι γνωστά σαν υπερ-εταίροι. Σε μια θεωρία με μη σπασμένη υπερσυμμετρίας, για κάθε τύπο μποζονίου υπάρχει ένας αντίστοιχος τύπος φερμιονίου, με την ίδια μάζα και εσωτερικούς κβαντικούς αριθμούς, και το αντίστροφο.

Η σκοτεινή ύλη είναι μια αόρατη ουσία που δεν μπορεί να ανιχνευτεί άμεσα, αλλά η παρουσία του οποίου συνάγεται από την περιστροφή των γαλαξιών. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι αποτελεί περίπου το 1/4 της μάζας του Σύμπαντος, ενώ η απλή και ορατή ύλη αποτελεί μόνο το 5% περίπου της μάζας του Σύμπαντος. Η σύνθεσή της είναι ένα μυστήριο, που οδηγεί σε μια ενδιαφέρουσα δυνατότητα μιας, μέχρι σήμερα, ανεξερεύνητης φυσικής.

Ο καθηγητής Geoff Hall, από το Τμήμα Φυσικής στο Imperial College του Λονδίνου και ο οποίος εργάζεται για το πείραμα CMS, αναφέρει: «Έχουμε κάνει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στο κυνήγι για τη σκοτεινή ύλη, αν και δεν έχει γίνει ακόμη καμιά ανακάλυψη. Αυτά τα αποτελέσματα έχουν έρθει πιο γρήγορα από ότι περιμέναμε, επειδή τόσο ο επιταχυντής LHC όσο και ο ανιχνευτής CMS έτρεξαν καλύτερα από ό,τι πέρυσι τολμούσαμε να πιστεύουμε,. Τώρα όμως είμαστε πολύ αισιόδοξοι για τις προοπτικές να πετύχουμε την ανακάλυψη της υπερσυμμετρίας στα επόμενα χρόνια. "

Η ενέργεια που απελευθερώνεται στις συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου στον ανιχνευτή CMS, εκδηλώνεται ως σωματίδια που πετάγονται μακριά προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι περισσότερες συγκρούσεις παράγουν γνωστά σωματίδια, αλλά, σε σπάνιες περιπτώσεις, μπορούν να παράγονται νέα κι άγνωστα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων κι εκείνων που προβλέπονται από τη SUSY – γνωστά ως υπερσυμμετρικά σωματίδια, ή «s-particles». Το ελαφρύτερο sparticle είναι το υποψήφιο σωματίδιο για την σκοτεινή ύλη, καθώς αυτό είναι σταθερό. Ο δε CMS θα «δει» αυτά τα αντικείμενα, μέσα από την απουσία του σήματός τους στον ανιχνευτή, κάτι που οδηγεί σε μια ανισορροπία της ενέργειας και της ορμής.

Για να αναζητήσει τα s-particles (τους υπερ-εταίρους των γνωστών σωματιδίων), ο CMS αναζητά συγκρούσεις που παράγουν δύο ή περισσότερους πίδακες υψηλής ενέργειας (δέσμες σωματιδίων που ταξιδεύουν με περίπου την ίδια κατεύθυνση), καθώς και σημαντική ποσότητα χαμένης ενέργειας.

Ο Oliver Buchmueller, επίσης από το Τμήμα Φυσικής του Imperial College αλλά και στο CERN, τονίζει: «Πρέπει να κατανοήσουμε αρκετά τις συνηθισμένες συγκρούσεις ώστε να μπορέσουμε να αναγνωρίσουμε τις ασυνήθιστες, όταν αυτές συμβούν. Τέτοιες συγκρούσεις είναι μεν σπάνιες αλλά μπορούν να παραχθούν από την γνωστή μας φυσική. Εξετάσαμε λοιπόν κάπου 3 τρισεκατομμύρια συγκρούσεις μεταξύ των πρωτονίων και βρέθηκαν 13 που μοιάζουν σαν να προέρχονται από τα SUSY’, κοντά στον αριθμό που περιμέναμε. Αν και δεν υπάρχουν στοιχεία για εύρεση s-particles, η μέτρηση αυτή στενεύει προς τα κάτω την περιοχή που θα αναζητήσουμε την σκοτεινή ύλη. "

Οι φυσικοί βεβαίως ανυπομονούν να τρέξει το 2011 ο LHC με τον ανιχνευτή CMS, τα οποία αναμένεται να αποκαλύψουν δεδομένα που θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν ότι το ελαφρύτερο υπερσυμμετρικό σωματίδιο εξηγεί την σκοτεινή ύλη.

Ο ανιχνευτής CMS μαζί το ATLAS διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο CERN. Μεταξύ των άλλων έχουν αποστολή να βρουν νέα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων και του φευγαλέου σωματιδίου Higgs (αν υπάρχει βεβαίως). Συγχρόνως να λύσουν και κάποια από τα μυστήρια της φύσης, όπως από το πού προέρχεται η μάζα, γιατί δεν υπάρχει αντι-ύλη στο Σύμπαν μας, και αν υπάρχουν περισσότερες από τις τρεις χωρικές διαστάσεις.

[Δροσος Γεωργιος]

O επιταχυντής του CERN δεν θα κλείσει στο τέλος του 2011, αλλά το 2012.

Ο επιταχυντής του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα, δεν θα κλείσει για ετήσια συντήρηση στο τέλος του χρόνου, όπως ήταν αρχικά προγραμματισμένο, αλλά θα συνεχίσει τη λειτουργία του και το 2012.

Η συμβουλευτική επιτροπή του CERN έκρινε ότι τα πειράματα του επιταχυντή βρίσκονται σε καλό δρόμο και υπάρχουν καλές πιθανότητες να οδηγήσουν σε σημαντικές ανακαλύψεις μέσα στην επόμενη διετία, συνεπώς θα ήταν σκόπιμο να μην ανακοπεί η λειτουργία του μηχανήματος, κάτι που ήταν και αίτημα των φυσικών.

Οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι η "ανάσα" πρόσθετου χρόνου θα τους επιτρέψει να εντοπίσουν το "σωματίδιο του Χιγκς" ή να κάνουν άλλες ανακαλύψεις, όπως τα σωματίδια της υπερσυμμετρίας.

Ο επιταχυντής αναμένεται να λειτουργήσει μέχρι το τέλος του 2012 κάνοντας συγκρούσεις σωματιδίων με ενέργεια 3,5 TeV ανά ακτίνα, ενώ μετά το 2013 και αφού κάνει τότε τη μακρά διακοπή λειτουργίας του, θα έχει προετοιμαστεί κατάλληλα, ώστε πλέον να λειτουργήσει στο μέγιστο της ενεργειακής ισχύος του, πραγματοποιώντας συγκρούσεις σωματιδίων με ενέργεια 7 τεραηλεκτρονιοβόλτ (TeV) ανά ακτίνα. Μέχρι τότε, άλλωστε, το CERN θα "παίζει" μόνο του στο "γήπεδο", καθώς θα έχει αποσυρθεί οριστικά ο αμερικανικός επιταχυντής Tevatron του Fermilab.

[Δροσος Γεωργιος]

Επιταχυντής σωματιδίων σε ένα τσιπ.

Ξεχάστε τον γιγάντιο Επιταχυντή Αδρονίων εξ αιτίας ενός επιταχυντή σωματιδίων πάνω σε ένα τσιπ. Βεβαίως δεν μπορεί να φτάσει τις ενέργειες που παράγονται στον LHC ή το Tevatron, αλλά αυτό το επίτευγμα εξακολουθεί να είναι αρκετά εντυπωσιακό. Μηχανικοί σε ένα συνέδριο πάνω σε μικρο-ηλεκτρομηχανικά συστήματα αποκάλυψαν μια μικροσκοπική συσκευή κύκλοτρο, το οποίο μπορεί να επιταχύνει τα ιόντα αργού σε ένα τσιπ 5 χιλιοστών μόνο.

Τα ιόντα έχουν ενέργεια 1,5 keV και μπορούν να κερδίσουν άλλα 30 eV όταν κάνουν μια στροφή 90 μοιρών, όπως εξηγούν οι επιστήμονες. Αυτή η ενέργεια βεβαίως είναι ψίχουλα σε σχέση με τα 3,5 ΤeV που παρατηρούνται σήμερα στον επιταχυντή LHC, αλλά πάρτε υπόψη σας ότι αυτό το τσιπ είναι πολλές τάξεις μεγέθους μικρότερο από τον όγκο του LHC. Αντίθετα από άλλους επιταχυντές, η συσκευή αυτή προσπερνάει μαγνήτες και αντί να χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό πεδίο για την επιτάχυνση των σωματιδίων, κατευθύνει τα σωματίδια μέσα από ένα ζεύγος ηλεκτροδίων.

Ο στόχος είναι αυτός ο επιταχυντής μεγέθους μιας βαλίτσας να μπορεί να παράγει 1 MeV, ενέργεια αρκετά ισχυρή για ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, σύμφωνα με τους δημιουργούς του τσιπ στο πανεπιστήμιο του Cornell. Μια τέτοια συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να φτιαχτούν μικρότερα μικροσκόπια σάρωσης ηλεκτρονίων ή φορητά όπλα ακτίνων για την καταπολέμηση του καρκίνου, αντί την εγκατάσταση μεγάλων επιταχυντών σωματιδίων μέσα σε νοσοκομεία, για παράδειγμα:

"Σκεφτείτε ένα νυστέρι με μια δέσμη πρωτονίων να βγαίνει από αυτό",

δήλωσε ο Amit Lal, που εργάστηκε μαζί με τον κατασκευαστή του τσιπ Yue Shi.

Όμως, παραμένουν λίγα εμπόδια, όπως να βρεθεί ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος για να συλληφθούν τα ιόντα από την ακτίνα πλάτους 75 μικρόμετρα. Πολλά από τα ιόντα χάνονται σε αυτή την μετάβαση, λέει ο Shi. Αλλά η συσκευή τουλάχιστον αποδεικνύει ότι δεν χρειάζεστε τεράστιους μαγνήτες σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, όπως και τεράστιοι υπόγειοι χώροι για την επιτάχυνση κάποιου σωματιδίου

[Karellen]

Φίλε Γιώργο σ' ευχαριστούμε για τόσο ενδιαφέροντα άρθρα που δημοσιεύεις .Μπορεί να είναι copy-paste αλλά ο κόπος σου κάθε φορά να τα βρείς και να μας τα παρουσιάσεις είναι αξιέπαινος.Εγώ προσωπικά ρουφάω κάθε λέξη.Μπράβο!

Τα εύσημα πάνε και σε άλλα παιδιά (Captain Kerk κλπ) που συμβάλλουν στην πληροφόρηση.

[Δροσος Γεωργιος]

Ο φίλος Makis πρωτος το ανέβασε στον τομέα Αστρονομία,Αστροφυσική και Κοσμολογια.Αξίζει η αναρτηση του εδώ που υπάρχει μια ενότητα για τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων.

 

Μέχρι το τέλος του 2012 η διορία για το «σωματίδιο του Θεού».

Η σημαντικότερη έρευνα, που πραγματοποιείται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στις εγκαταστάσεις του CERN είναι η αναζήτηση του μποζονίου Χιγκς, που οι επιστήμονες έχουν χαρακτηρίσει «σωματίδιο του Θεού». Πρόκειται για ένα σωματίδιο που αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της σωματιδιακής Φυσικής, αφού είναι εκείνο που θα λύσει τον γρίφο για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη. Σύμφωνα με τους επιστήμονες που συμμετέχουν στα πειράματα «αν μέσα στους επόμενους 24 μήνες δεν έχει επιτευχθεί ο εντοπισμός του μποζονίου Χιγκς αυτό πιθανότατα θα σημαίνει ότι το σωματίδιο δεν υπάρχει και άρα θα πρέπει να αναπτυχθούν νέες θεωρίες για να εξηγηθεί η ύπαρξη της μάζας».

Το σωματίδιο πήρε το όνομά του από τον Βρετανό επιστήμονα Πίτερ Χιγκς, που ήταν ο πρώτος που μίλησε για αυτό πριν από 45 χρόνια. 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 την θεωρία εμφανίζεται μόνο σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, σαν αυτές που παρήχθησαν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

«Ελπίζουμε ότι μέχρι το τέλος του 2012 θα έχουμε εντοπίσει κάποια ευρήματα, που να σχετίζονται με το μποζόνιo Χιγκς» ανέφερε σε μεγάλο επιστημονικό συνέδριο, που γίνεται αυτές τις μέρες στις ΗΠΑ η Φελίσιτας Πάους, επικεφαλής διεθνών σχέσεων του CERN.

«Θα έχει μεγάλο ενδιαφέρον αν τελικά δεν εντοπίσουμε το Χιγκς, αφού αυτό θα σημαίνει ότι υπάρχει κάτι άλλο εντελώς νέο που θα πρέπει να αναζητήσουμε», δήλωσε στους εκπροσώπους του Τύπου στο ίδιο συνέδριο ο Νίκολας Χάντλει, του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, που λαμβάνει μέρος στα πειράματα για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς.

 

Νέοι επιταχυντές θα δώσουν απαντήσεις σε μεγάλα κοσμικά μυστήρια.

Τους διαδόχους του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN ετοιμάζεται να κατασκευάσει η επιστημονική κοινότητα σε μία προσπάθεια να δοθούν απαντήσεις σε πολλά κοσμικά μυστήρια και να γίνουν νέες εντυπωσιακές ανακαλύψεις.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες οι νέας γενιάς επιταχυντές θα μπορούν για παράδειγμα, να αναπαράγουν τις εκρήξεις σουπερνόβα, τις ισχυρότερες εκρήξεις στο Σύμπαν, οι οποίες είναι αποτέλεσμα της κατάρρευσης ενός άστρου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι εκρήξεις σουπερνόβα παράγουν όλες τις γνωστές μορφές της ύλης και πιθανώς πολλές άγνωστες. Είναι γενικά αποδεκτό ότι από τον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων λείπουν ορισμένα, που δεν έχουν εντοπισθεί ακόμη. Κάποιοι πιστεύουν ότι πρόκειται για λίγα ακόμη στοιχεία, που δεν έχουν εντοπισθεί άλλοι όμως κάνουν λόγο για μερικές χιλιάδες και οι νέοι επιταχυντές θα βοηθήσουν τα μέγιστα στον εντοπισμό τους.

Σε πρώτη φάση έχει αποφασισθεί η κατασκευή δύο νέων επιταχυντών. Ο πρώτος θα ονομάζεται FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) και θα κατασκευαστεί στην Γερμανία. Ο επιταχυντής θα αποτελείται από ένα διπλό δακτύλιο, η περιφέρεια του οποίου θα ξεπερνάει το ένα χιλιόμετρο. Στο εσωτερικό του δακτυλίου άτομα θα κινούνται με μεγάλες ταχύτητες και θα πέφτουν πάνω σε προκαθορισμένους στόχους. Ο επιταχυντής θα στέλνει στη συνέχεια επίσης με μεγάλες ταχύτητες τα «θραύσματα» της σύγκρουσης πάνω σε δεύτερο στόχο να παραχθούν θερμοκρασίες ένα εκατομμύριο φορές πιο υψηλές από εκείνες στο κέντρο του Ήλιου. Η όλη διαδικασία θα αναπαράγει τις συνθήκες που επικρατούν στα άστρα νετρονίου, τα οποία είναι τα απομεινάρια μίας έκρηξης σουπερνόβα.

Ο δεύτερος επιταχυντής ονομάζεται Eurisol (European Isotope Separation On Line) και είναι μία εγκατάσταση που σχεδιάζεται να δημιουργηθεί στα εργαστήρια Rutherford στην Αγγλία αν και πολλοί ειδικοί αναφέρουν ότι θα μπορούσε να εγκατασταθεί δίπλα στον επιταχυντή του CERN. Τα πειράματα στο Eurisol θα έχουν στόχο την παραγωγή ασταθών ατόμων, που πιστεύεται ότι παράγονται σε εκρήξεις σουπερνόβα.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα πειράματα στους νέους επιταχυντές όχι μόνο θα μας αποκαλύψουν πολύτιμες πληροφορίες για την λειτουργία του Σύμπαντος αλλά θα ανοίξουν νέους δρόμους σε πολλούς τομείς όπως την παραγωγή ενέργειας, την δημιουργία νέων υλικών και την κατασκευή νέων ιατρικών συστημάτων και εργαλείων.

[Δροσος Γεωργιος]

Στα πρόθυρα της κατάρρευσης η θεωρία της Υπερσυμμετρίας στη Φυσική.

Στενεύουν τα περιθώρια για την επιβεβαίωση της θεωρίας της υπερσυμμετρίας, η οποία προτάθηκε ως λύση σε ορισμένα θεμελιώδη προβλήματα της θεωρητικής φυσικής. Αν το CERN δεν έχει εντοπίσει τα λεγόμενα «υπερσυμμετρικά» σωματίδια ως το τέλος του 2012, η θεωρία θα μείνει σχεδόν νεκρή.

Η ανησυχία ότι η θεωρία της υπερσυμμετρίας είναι λανθασμένη ολοένα και αυξάνεται, σχολιάζει ο δικτυακός τόπος του Nature.

Και αν η υπερσυμμετρία τελικά δεν ευσταθεί, οι φυσικοί θα πρέπει να αναζητήσουν άλλες λύσεις για τα προβλήματα του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου.

 

Το γιατί συμβαίνει αυτό είναι κάπως περίπλοκο:

Το Καθιερωμένο Μοντέλο περιγράφει τις ιδιότητες και τις συμπεριφορές όλων των θεμελιωδών σωματιδίων από τα οποία αποτελείται η ύλη όπως τη γνωρίζουμε. Το πρόβλημα είναι ότι, για να ισχύει το μοντέλο, πρέπει να υπάρχει στη φύση το υποθετικό σωματίδιο του Χιγκς, χάρη στο οποίο η ύλη αποκτά τη μάζα της.

Κανείς δεν γνωρίζει ακόμα αν το Χιγκς υπάρχει και ποια είναι η μάζα του. Λόγω των κβαντικών φαινομένων που δημιουργούν ορισμένα άλλα σωματίδια, οι προβλέψεις για τη μάζα του Χιγκς παρουσιάζουν τεράστιες διακυμάνσεις, και πολλές από τις προβλεπόμενες τιμές δεν είναι συμβατές με το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Η θεωρία της υπερσυμμετρίας προτάθηκε τη δεκαετία του 1970 ακριβώς για να λύσει το πρόβλημα της μάζας του Χιγκς.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, κάθε γνωστό σωματίδιο έχει και ένα «υπερσυμμετρικό» αντίστοιχο, το οποίο σε πολλές περιπτώσεις δεν αλληλεπιδρά με την «κανονική» ύλη. Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα ακύρωναν τις κβαντικές διακυμάνσεις των κανονικών σωματιδίων, οπότε η θεωρητική μάζα του Χιγκς θα επανερχόταν σε αποδεκτές τιμές.

Εκτός του ότι θα έσωζε το Χιγκς και το Καθιερωμένο Μοντέλο, η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να απαντήσει και σε άλλα μυστήρια της φύσης: τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα μπορούσαν να είναι η λεγόμενη «σκοτεινή ύλη», το μυστηριώδες υλικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος.

Το πρόβλημα είναι ότι, παρά την πολύχρονη αναζήτηση, τα υπερσυμμετρικά σωματίδια παραμένουν άφαντα. Τα τελευταία πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN δεν έδωσαν καμία ένδειξη για την ύπαρξή τους

(τα αποτελέσματα των ερευνών είναι διαθέσιμα στη μορφή προέκδοσης).

http://arxiv.org/abs/1102.2357

http://arxiv.org/abs/1101.1628

http://arxiv.org/abs/1102.5290

Στα πειράματα αυτά, οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν υπερσυμμετρικά σωματίδια σε συγκεκριμένο εύρος μάζας. Για παράδειγμα, προσπάθησαν να ανιχνεύσουν υπερσυμμετρικά κουαρκ με ενέργεια (ή μάζα) έως 700 GeV.

Αν τα σωματίδια αυτά δεν βρεθούν ούτε όταν αυξηθεί η ενέργεια του επιταχυντή το 2012, η θεωρία της υπερσυμμετρίας θα βρίσκεται σε σοβαρό κίνδυνο.

«Σε προσωπικό επίπεδο, πολλοί πιστεύουν ότι η κατάσταση δεν είναι καλή [για τη θεωρία]» σχολιάζει στο Nature ο Αλεσάντρο Στρούμια του Πανεπιστημίου της Πίζα, ο οποίος εργάζεται στη θεωρία της υπερσυμμετρίας εδώ και 30 χρόνια.

«Για ορισμένους σπουδαίους φυσικούς, το θέμα είναι αν θα κερδίσουν το Νόμπελ ή αν θα παραδεχτούν ότι ξόδεψαν ολόκληρη τη ζωή τους σε λάθος δρόμο» είπε.

[3c273]

Φιλοι μου,Κοσμοναυτες του Συμπαντος.

Στα πρόθυρα της κατάρρευσης η θεωρία της Υπερσυμμετρίας στη Φυσική

Ας περιμένουμε με υπομονή το αποτέλεσμα. Θα το μάθουμε γρήγορα γιατί το παρακολουθείς Γιώργο και μας ενημερώνεις άμεσα και ευχαριστούμε. Αν συμβεί αυτό, κερδίζει ο Hawking έ;. Δεν κρύβω ότι είμαι υποστηρικτής του. Θεωρία ανύπαρκτου συνόρου, αναδίπλωση του χώρου σε φανταστικό χρόνο. Μαρέσει.

[Δροσος Γεωργιος]

Ενδείξεις για ανακάλυψη στο Tevatron ενός νέου υποατομικού σωματιδίου ή και μιας νέας δύναμης.

Οι φυσικοί του αμερικανικού επιταχυντή Tevatron του Εργαστηρίου Fermilab, έξω από το Σικάγο, του μεγάλου "ανταγωνιστή" του ευρωπαϊκού επιταχυντή του CERN, έχουν βρει "ύποπτες" ενδείξεις, στα στοιχεία των συγκρούσεων σωματιδίων, για ένα άγνωστο -μέχρι σήμερα- υποατομικό σωματίδιο ή ακόμα και -όπως υποστηρίζουν μερικοί επιστήμονες- για μια εντελώς νέα δύναμη στη φύση.Αν οι υποψίες επιβεβαιωθούν τότε θα πρόκειται για ένα θριαμβευτικό "κύκνειο άσμα" του αμερικανικού επιταχυντή, ο οποίος πρόκειται να "βγει στη σύνταξη" μέχρι φέτος το φθινόπωρο, λόγω έλλειψης χρημάτων. «Αν αποδειχτεί πραγματική, θα αποδειχτεί η σημαντικότερη ανακάλυψη στη Φυσική εδώ και μισό αιώνα», δήλωσε ο θεωρητικός φυσικός Christopher Hill, του Fermilab.

Μια πιθανή εξήγηση, για την παρατηρούμενη "ανωμαλία" στα δεδομένα των παρατηρήσεων, είναι ότι αποτελεί ένδειξη για μια νέα και απροσδόκητη εκδοχή του μποζονίου του Higgs, το οποίο αναζητείται εναγωνίως και από τον επιταχυντή του CERN. Πρόκειται για ένα -μέχρι στιγμής υποθετικό- σωματίδιο, που προσδίδει μάζα στα άλλα υποατομικά σωματίδια και καθιστά συνεκτικό το "Καθιερωμένο Μοντέλο" της φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων.

Μια εναλλακτική – και ακόμα πιο φιλόδοξη – ερμηνεία είναι ότι εντοπίστηκε μια νέα φυσική δύναμη, πέρα από τον ηλεκτρομαγνητισμό, τη βαρύτητα, την ισχυρή και την ασθενή πυρηνική δύναμη. Ή, πάλι, μπορεί οι μυστηριώδεις παρατηρήσεις να παραπέμπουν σε κάτι άλλο, που οι φυσικοί δεν καταλαβαίνουν μέχρι τώρα.

Ο φυσικός Giovanni Punzi, εκπρόσωπος του Fermilab, ανακοίνωσε ότι η διεθνής επιστημονική ομάδα του αμερικανικού επιταχυντή «νιώθει μεγάλη έξαψη από τις διαγραφόμενες πιθανότητες, αλλά, ταυτόχρονα, παραμένει επιφυλακτική, επειδή θα μπορούσε να είναι κάτι τόσο σημαντικό, που καταντά τρομακτικό -γι’Α αυτό σκεφτόμαστε όλες τις πιθανές εναλλακτικές εξηγήσεις».

Άλλοι φυσικοί, εκτός του Fermilab, που επίσης έχουν δει τα "ανώμαλα" δεδομένα, καθώς αυτά συζητιούνται στους κύκλους των φυσικών εδώ και λίγους μήνες, δήλωσαν ότι αντιμετωπίζουν το όλο ζήτημα με ένα μίγμα δέους και σκεπτικισμού. «Αν ισχύει, είναι κάτι πολύ μεγάλο», δήλωσε ο θεωρητικός φυσικός του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης Niel Weiner, ενώ η φυσικός του Χάρβαρντ Lisa Randall είπε ότι πρόκειται για «σίγουρα ενδιαφέρον, αν είναι πραγματικό».

Από την άλλη, ο φυσικός Nima Arkani-Hamed, του Ινστιτούτου Προωθημένων Μελετών του πανεπιστημίου Πρίνστον, δήλωσε ότι δεν έχει πειστεί από τα στοιχεία, τα οποία χαρακτήρισε στατιστικό "τέχνημα" του τρόπου παρουσίασής τους. Αν όμως, πρόσθεσε, υπάρχει κάποια πραγματικότητα σε αυτές τις "ανωμαλίες", τότε δεν θα αργήσει ο πολύς ισχυρότερος επιταχυντής του CERN να τις επιβεβαιώσει.

Οι επιστήμονες του Fermilab, από την πλευρά τους, εκτιμούν ότι υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα (λιγότερο από 0,25%) η "ανωμαλία" να είναι στατιστικό σφάλμα. Οι φυσικοί παρατήρησαν σε εκατοντάδες συγκρούσεις να παράγονται δύο "πίδακες" ελαφρών σωματιδίων σαν τα ηλεκτρόνια, καθώς και ένα βαρύ "μποζόνιο W". Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η συνολική ενέργεια των παραγόμενων σωματιδίων ήταν πάντα περίπου 144 δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ, μια ένδειξη ότι προέρχονταν από ένα άγνωστο σωματίδιο με αυτή ακριβώς την μάζα-ενέργεια (συγκριτικά, ένα πρωτόνιο "ζυγίζει" περίπου ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ).

Αυτή η υλο-ενέργεια, όμως, δείχνει ότι μάλλον δεν είναι το "γνωστό" μποζόνιο του Higgs, όπως τουλάχιστον προβλέπεται θεωρητικά από το "Καθιερωμένο Μοντέλο", γιατί αυτό προβλέπεται να παράγει βαρύτερα υποατομικά σωματίδια, κυρίως κουάρκ. Επιπλέον, ο ρυθμός παραγωγής αυτών των μυστηριωδών σωματιδίων είναι 300 φορές μεγαλύτερος από τον προβλεπόμενο ρυθμό παραγωγής των σωματιδίων του Higgs.

Έτσι, δεν αποκλείεται οι επιστήμονες του Fermilab να έχουν "πέσει" πάνω σε κάτι τελείως νέο. Όπως είπε ο εκπρόσωπος του εργαστηρίου Giovanni Punzi, «είναι κάτι τόσο νέο, τόσο εκπληκτικό, δεν μπορούμε να το πιστέψουμε καλά-καλά εμείς οι ίδιοι. Γι’ αυτό αποφασίσαμε να το κάνουμε γνωστό σε όλο τον κόσμο». Ήδη, ο ίδιος και οι συνεργάτες του έχουν δημοσιοποιήσει μια πρώτη σχετική επιστημονική εργασία, που σκοπεύουν να δημοσιεύσουν επίσημα στο έγκριτο περιοδικό φυσικής Physical Review Letters.

Στην φωτογραφία η κορυφή στο κόκκινο διάγραμμα οφείλεται στα W και Ζ μποζόνια. Η μπλε κορυφή στα 150 GeV θα μπορούσε να οφείλεται στο σωματίδιο Higgs.

 

Επίσης http://www.astrovox.gr/forum/viewtopic.php?p=157613&sid=56998198b265a5930addd74b3f75072f#157613

[Δροσος Γεωργιος]

Μια 5η δύναμη, την technicolor, μπορεί να υπαινίσσονται τα σήματα στο Fermilab.

Ο κόσμος της φυσικής είναι γεμάτος με ειδήσεις από μια απροσδόκητη κατάσταση κατόπτευση στον επιταχυντή Tevatron Fermilab στο Ιλλινόις – μια γεύση από άγνωστης ταυτότητας σωματίδια που, εφόσον αποδειχθεί ότι είναι πραγματικό, θα αλλάξει άρδην τις επικρατούσες ιδέες των φυσικών για το πώς λειτουργεί η φύση και πώς τα σωματίδια αποκτούν τη μάζα τους .

Το υποψήφιο σωματίδιο μπορεί να μην ανήκει στο Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, την καλύτερη θεωρία των φυσικών για το πώς αλληλεπιδρούν τα σωματίδια και τις δυνάμεις. Αντιθέτως, ορισμένοι λένε ότι μπορεί να είναι η πρώτη ένδειξη μιας νέας δύναμης της φύσης, που ονομάζεται Technicolor, και η οποία θα λύσει κάποια προβλήματα με το καθιερωμένο μοντέλο, που όμως θα αφήσει άλλα προβλήματα αναπάντητα.

Technicolor.

Το τεχνικολόρ δεν έχει να κάνει με την κατασκευή ταινιών του Χόλυγουντ, αλλά μας πάει πίσω στην αρχή του σύμπαντος, όταν δύο από τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής πυρηνική δύναμη (η οποία διέπει την διάσπαση βήτα του πυρήνα), ήταν ενωμένες σε μια ενιαία δύναμη – την ηλεκτρασθενή δύναμη. Όταν κλάσματα του δευτερολέπτου μετά το σύμπαν ψύχθηκε, οι δυνάμεις διαχωρίστηκαν. Οι δύο δυνάμεις φαίνονται να είναι σήμερα πολύ διαφορετικές: τα φωτόνια, οι φορείς του ηλεκτρομαγνητισμού, είναι άμαζα, ενώ τα σωματίδια W και Ζ, οι φορείς της ασθενούς δύναμης, έχουν μάζα. Αλλά γιατί;

Για να εξηγήσουν το πώς τα σωματίδια W και Z απέκτησαν μάζα, οι φυσικοί προτείνουν κάτι που ονομάζεται Higgs – ένα κβαντικό πεδίο που διαπερνά όλο το χώρο. Το σωματίδιο που σχετίζονται με το πεδίο Higgs, το μποζόνιο Higgs (κάθε κβαντικό πεδίο σχετίζεται με ένα σωματίδιο), εκτιμάται τόσο που επονομάζεται "το σωματίδιο του Θεού”.

Όμως μερικοί φυσικοί εμπιστεύονται μια άλλη θεωρία: την Technicolor, η οποία δίνει μία πέμπτη δύναμη εκτός από τις τέσσερις που γνωρίζουμε. Αυτή η 5η δύναμη είναι παρόμοια με την ισχυρή δύναμη, η οποία δεσμεύει μαζί τα κουάρκ, αλλά λειτουργεί σε πολύ υψηλές ενέργειες. Θα μπορούσε να μας προσφέρει, επίσης, κι ένα νέο υποψήφιο σωματίδιο για τη σκοτεινή ύλη: το technicolor.

Επίσης, με αυτή την 5η δύναμη τα σωματίδια θα μπορούσαν να αποκτήσουν τις μάζες τους και χωρίς το μποζόνιο Χιγκς.

Η παρατήρηση έγινε από το πείραμα CDF στο Fermilab, στο οποίο οι φυσικοί βάζουν να συγκρουστούν μαζί δέσμες πρωτονίων και αντιπρωτονίων, 2 εκατομμύρια φορές κάθε δευτερόλεπτο. Τα δεδομένα, που συγκεντρώνονται εδώ και οκτώ χρόνια, εξετάζονται για το αν παράγεται στις πολυπληθείς συγκρούσεις ένα μποζόνιο W, ο φορέας της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, και ένα ζευγάρι από πίδακες διαφόρων σωματιδίων.

Οι φυσικοί προβλέπουν ότι ο αριθμός αυτών των γεγονότων – που παράγουν ένα μποζόνιο W και ένα ζεύγος πιδάκων – θα μειώνεται, καθώς θα αυξάνεται η μάζα του ζεύγους αυτού. Αλλά τα δεδομένα (δείτε το παρακάτω γράφημα) έδειξαν κάτι παράξενο: μια απότομη αύξηση του αριθμού των γεγονότων, όταν η μάζα του ζεύγους των πιδάκων είχε ενέργεια περίπου 145 GeV.

Ο κατακόρυφος άξονας δείχνει τον αριθμό των γεγονότων που παράγουν ένα μποζόνιο W και ένα ζεύγος από πίδακες σωματιδίων και ο οριζόντιος άξονας τη μάζα των σωματιδίων

Είναι όντως μια απροσδόκητη επιτυχία;

Αυτή η κορυφή υποδηλώνει ότι τα πρόσθετα ζεύγη από πίδακες είχαν παραχθεί από ένα νέο σωματίδιο, που ζυγίζει περίπου 145 GeV.

“Περιμέναμε να δούμε ένα ομαλό σχήμα που να μειώνεται όσο αυξανόταν η μάζα", λέει το μέλος της ομάδας CDF Pierluigi Catastini του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ. «Αντί αυτού παρατηρούμε μια υπερβολή των γεγονότων συγκεντρωμένη σε μία στενή περιοχή, και φαίνεται να είναι μια απότομη προεξοχή, η τυπική υπογραφή ενός σωματιδίου"

Είναι άκρως ερεθιστικό, ότι υπάρχει 1 στις 1000 πιθανότητες ότι αυτή η απότομη άνοδος να είναι απλά ένα στατιστικό λάθος. Οι εν λόγω πιθανότητες το καθιστούν ένα αποτέλεσμα τρία σίγμα, όπως λέγεται, που υπολείπεται του χρυσού κανόνα για μια ανακάλυψη – πέντε σίγμα, ή 1 προς 1.000.000 πιθανότητα για ένα σφάλμα.

"Έχω δει φαινόμενα με τρία σίγμα να έρχονται και να παρέρχονται”, λέει ο Kenneth Lane του Πανεπιστημίου της Βοστόνης. Ακόμα, οι φυσικοί είναι 99,9 τοις εκατό σίγουρος ότι δεν είναι μια απροσδόκητη επιτυχία, γι αυτό και οι φυσικοί είναι άκρως κατανοητό ότι ανυπομονούν να μάθουν την ταυτότητα του σωματιδίου.

Οι περισσότεροι συμφωνούν ότι το μυστηριώδες σωματίδιο δεν είναι το πολυπόθητο μποζόνιο Higgs, που θεωρείται από πολλούς ότι κάνει τα σωματίδια να αποκτούν μάζα. «Σίγουρα δεν είναι ένα σωματίδιο σαν το Higgs», λέει ο Rob Roser, εκπρόσωπος του CDF στο Fermilab. Αν συνέβαινε αυτό, η άνοδος στα δεδομένα θα ήταν 300 φορές μικρότερη. Επιπλέον, ένα σωματίδιο Higgs θα πρέπει πιο συχνά να διασπάται σε ένα down κουάρκ, τα οποία δεν φαίνεται να κάνουν την εμφάνισή τους στα δεδομένα του Fermilab.

Μια πέμπτη δύναμη

“Δεν υπάρχει καμία έκδοση ενός Higgs σε οποιοδήποτε μοντέλο που ξέρω όπου ο ρυθμός παραγωγής να ήταν τόσο μεγάλος", συνεχίζει ο Kenneth Lane. "Πρέπει να είναι κάτι άλλο." Και ο Lane είναι βέβαιος ότι ξέρει ακριβώς για το τι είναι.

Ακριβώς πριν από 20 χρόνια, ο Lane, μαζί με φυσικός Fermilab Εστία Eichten, προέβλεψε ότι τα πειράματα θα δείτε ακριβώς ένα τέτοιο μήνυμα. Lane και Eichten εργάζονταν σε μια θεωρία είναι γνωστή ως Technicolor, η οποία προτείνει την ύπαρξη ενός πέμπτου θεμελιώδη δύναμη εκτός από τις ήδη γνωστές τέσσερις: βαρύτητα, τον ηλεκτρομαγνητισμό, καθώς και τις ισχυρές και ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις. Technicolour είναι πολύ παρόμοια με την ισχυρή δύναμη, η οποία δεσμεύει τα κουάρκ μαζί στους πυρήνες των ατόμων, μόνο το σύστημα αυτό λειτουργεί σε πολύ υψηλές ενέργειες. Επίσης, είναι σε θέση να δώσει τα σωματίδια μάζα τους – καθιστώντας το μποζόνιο Higgs περιττή.

Η νέα δύναμη έρχεται μαζί με έναν “ζωολογικό κήπο” νέων σωματιδίων. Το μοντέλο των Lane και Eichten πρόβλεψε ότι ένα technicolor σωματίδιο που ονομάζεται technirho συχνά θα διασπάται σε ένα μποζόνιο W και σε ένα άλλο σωματίδιο που ονομάζεται technipion.

Σε μια δημοσίευση, ο Lane, ο Eichten και ο φυσικός Adam Martin του Fermilab προτείνουν ότι ένα technipion με μάζα περίπου 160 GeV θα μπορούσε να είναι το μυστηριώδες σωματίδιο που παράγουν τους δύο πίδακες. "Εάν αυτό πράγματι συμβαίνει, νομίζω ότι οι άνθρωποι θα εγκαταλείψουν την ιδέα της έρευνας για το Higgs και θα αρχίσουν την εξερεύνηση αυτού του πλούσιου κόσμο των νέων σωματιδίων," εξηγεί ο Lane.

Μελλοντικές δοκιμές

Αλλά αν Technicolor είναι σωστή, δεν θα είναι σε θέση να επιλύσει κι όλα τα ερωτήματα που άφησε αναπάντητα το Στάνταρτ Μοντέλο. Για παράδειγμα, οι φυσικοί πιστεύουν ότι στις υψηλές ενέργειες που βρέθηκε το πρώιμο σύμπαν, οι θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης ήταν ενωμένες σε μια ενιαία υπερδύναμη. Η υπερσυμμετρία, η κορυφαία υποψήφια θεωρία των φυσικών, που θα μας πάει πέρα ​​από το καθιερωμένο μοντέλο, ανοίγει ένα δρόμο για τις δυνάμεις να ενωθούν σε υψηλές ενέργειες, αλλά η technicolour δυστυχώς δεν το κάνει.

Λόγω περιορισμού του προϋπολογισμού το Tevatron θα κλείσει το τρέχον έτος, αλλά ευτυχώς η ομάδα του CDF, που βρήκε τα δεδομένα, θα ξανακάνει τους επόμενους μήνες την ανάλυση της με διπλάσια δεδομένα.

Εν τω μεταξύ, ο DZero, ο άλλος ανιχνευτής στο Fermilab, θα αναλύσει τα δικά του στοιχεία για μια ανεξάρτητη επιβεβαίωση ή διάψευση της ανόδου της τιμής. Και στο Μεγάλο Επιταχυντή του CERN, οι φυσικοί έχουν σκοπό να συλλέξουν αρκετά δεδομένα σύντομα για να εκτελέσουν την ίδια αναζήτηση.

Στην δημοσίευση τους ο Lane και οι συνεργάτες του προτείνουν τρόπους για να αναζητήσουν κι άλλα techniparticles. Κι όπως τα κουάρκ ζευγαρώνουν για να σχηματίσουν τα μεσόνια, έτσι και τα σωματίδια techniquarks ζευγαρώνουν για να σχηματίσουν τα technimesons με μάζες που κυμαίνονται από 250 έως 700 GeV – που είναι στην εμβέλεια του LHC. Αν λοιπόν υπάρχουν τα σωματίδια technimesons της νέας θεωρίας, ο LHC θα πρέπει να τα ανακαλύψει μέσα στα επόμενα χρόνια.

"Τους τελευταίους έξι μήνες δεν κοιμάμαι πολύ καλά", εξομολογείται ο Λέιν, ο οποίος έμαθε για την αύξηση των γεγονότων πολύ πριν η ομάδα του δημοσιεύσει το αποτέλεσμα. "Εάν αυτό είναι ό,τι πιστεύουμε ότι είναι, είναι ένας ολόκληρος νέος κόσμος πέρα ​​από τα κουάρκ και τα λεπτόνια. Θα είναι κάτι μεγάλο! Και αν δεν είναι, δεν θα είναι."

Ο Lane ήδη έχει βάλει ένα στοίχημα ότι αυτή η αουτσάιντερ θεωρία θα επικρατήσει. Σε μια συνέντευξη το 1994, ο Lane ήταν σε δείπνο με τους νομπελίστες Gerard ‘t Hooft και David Gross. «Είχαμε πιεί πολύ κρασί οπότε ο David και εγώ βάλαμε ένα στοίχημα για το αν η SUSY θα βρεθεί στον LHC, αφού οι φυσικοί μάζευαν μια ορισμένη ποσότητα δεδομένων», λέει ο Lane. "Ο ηττημένος πρέπει να καλέσει τον άλλο σε δείπνο σε ένα εστιατόριο τριών αστέρων."

[efxar1sto]

Mass hysteria! Science world buzzing over rumours the elusive 'God particle' has finally been found

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1379844/Science-world-buzzing-rumours-elusive-God-particle-found.html

[geonik]

Γιώργο για δες το και αυτό...να μας ενημερώσεις....

http://news.discovery.com/space/rumored-rumors-of-lhc-higgs-boson-discovery-110424.html

[Δροσος Γεωργιος]

Μήπως βρήκε ο επιταχυντής LHC ένα σημάδι για το μποζόνιο Χιγκς;

Φωτιά πήραν όλα τα blogs της φυσικής για ένα πιθανό σημάδι του μποζονίου Higgs – ή ίσως για ένα εντελώς απροσδόκητο σωματίδιο – σε δεδομένα από τον επιταχυντή LHC στη Γενεύη. Όμως, ο ισχυρισμός αυτός δεν έχει περάσει από τη διαδικασία εξέτασης του πειράματος και θα μπορούσε εύκολα να αποδειχθεί λάθος, λένε οι φυσικοί.

Ο επιταχυντής LHC χτίστηκε κατά κύριο λόγο με την ελπίδα να βρει τα πρώτα παρατηρητικά στοιχεία του σωματιδίου Χιγκς, το οποίο θεωρείται ότι δίνει μάζα στα άλλα σωματίδια. Το σωματίδιο Χιγκς είναι το τελευταίο ανεξερεύνητο σωματίδιο στο καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, το οποίο επί τρεις δεκαετίες τώρα εξηγεί το πως τα σωματίδια και οι δυνάμεις αλληλεπιδρούν.

Οι τελευταίες φήμες για πιθανή ανίχνευση του προέρχονται από ένα ανώνυμο σχόλιο, πάνω σε μια περίληψη μιας εργασίας, στο blog του Peter Woit, πριν μια εβδομάδα.

Η περίληψη αναφέρεται σε μια εργασία τεσσάρων φυσικών που ασχολούνται με τον ανιχνευτή ATLAS του LHC, αν και η πλήρης εργασία δεν έχει δημοσιευτεί ακόμη δημοσίως, παρά μόνο η περίληψη.

Οι συγγραφείς της περίληψης λένε ότι τα στοιχεία του ATLAS δείχνουν περισσότερα ζεύγη φωτονίων από όσα αναμένονταν με μια ενέργεια των 115 GeV.

Ο αριθμός αυτός είναι άκρως ενδιαφέρον γιατί πολλοί φυσικοί πιστεύουν ότι το μποζόνιο Higgs πιθανό να έχει μάζα περίπου 115 GeV – τουλάχιστον εάν η υπερσυμμετρία, μια δημοφιλής θεωρία που ολοκληρώνει κάποιες από εκκρεμότητες του καθιερωμένου μοντέλου, είναι ορθή.

Το σωματίδιο Χιγκς θα πρέπει περιστασιακά να διασπάται σε ένα ζεύγος φωτονίων, τα οποία θα παράγουν ένα σήμα (συντονισμό), 30 φορές μικρότερο από αυτό που αναφέρεται στην περίληψη, αν βεβαίως το Higgs έχει τις ιδιότητες που προβλέπεται από το καθιερωμένο μοντέλο. Δηλαδή θα πρέπει να είναι πάρα πολύ μικρό για να το δούμε.

Άλλοι όμως φυσικοί έχουν δώσει κάποιες άλλες εξηγήσεις για το σήμα. Ωστόσο, θα μπορούσε να είναι η φήμη σωστή μόνο αν το Higgs συμπεριφέρεται διαφορετικά από το αναμενόμενο. Μερικοί φυσικοί έχουν φανταστεί πολλούς τρόπους για να επεκτείνουν το Καθιερωμένο Μοντέλο, που θα μεταβάλουν τις ιδιότητες του Χιγκς. Κάποιες νέες ιδέες συμφωνούν με το σήμα που αναφέρεται στην περίληψη.

Ή ίσως το σήμα θα μπορούσε να οφείλεται σε ένα απροσδόκητο νέο σωματίδιο παρά στο Higgs.

Αλλά ίσως η πιο πιθανή εξήγηση είναι ότι το σήμα είναι λάθος. Οι συγκρούσεις των σωματιδίων είναι ‘ακατάστατες’ και θέλουν πολύ προσεκτική ανάλυση για την εξήγηση τους. Ένα λάθος κάπου στην πορεία των υπολογισμών θα μπορούσε να κάνει ένα σήμα να φαίνεται ότι δεν είναι πραγματικά εκεί.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο ισχυρισμός αυτός είναι σε ένα πολύ πρώιμο στάδιο. Προφανώς η δημοσίευση δεν έχει εγκριθεί ακόμα από τους εκατοντάδες επιστήμονες του ATLAS.

[Δροσος Γεωργιος]

Φυσικοί παγίδεψαν αντιύλη για 1000 δευτερόλεπτα.

Φυσικοί ανακοίνωσαν την επίτευξη ενός σημαντικού ορόσημου στη Σωματιδιακή Φυσική – τον περιορισμό σωματιδίων αντιύλης για ένα παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Συγκεκριμένα δημιούργησαν πυρήνες αντιυδρογόνου για περίπου 1.000 δευτερόλεπτα ή για 16,6 λεπτά.

Το προηγούμενο ρεκόρ ήταν λιγότερο από 172 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Σε εκείνη την έρευνα, οι φυσικοί μπόρεσαν να απομονώσουν 38 αντι-άτομα. Από τότε, οι ερευνητές αναρωτιόνταν για πόσο χρόνο ένα τέτοιο αντι-άτομο θα μπορούσε να διατηρηθεί, προτού να αποσταθεροποιεί και τελικά να καταστραφεί.

Τα πρώτα άτομα αντιυδρογόνου παγιδεύτηκαν το 2010 στον επιταχυντή LHC στη Γενεύη, και συγκεκριμένα στην συσκευή ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus).

Και το νέο επίτευγμα έγινε πριν από λίγες ημέρες στον ίδιο χώρο, οπότε φτιάχτηκαν 309 αντι-άτομα για περισσότερο από 16 λεπτά.

Είναι μια χρονική αύξηση τέσσερις τάξεις μεγέθους, λένε οι ερευνητές του ALPHA. Με τον αυξημένο χρόνο της αποθήκευσης της αντιύλης, θα είναι πιο εύκολο για τους φυσικούς να μελετήσουν τις ενδιαφέρουσες πτυχές των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της κανονικής βαρυονικής ύλης και της αντιύλης.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα προβλήματα είναι εάν ενεργεί η βαρύτητα πάνω στην αντιύλη με τον ίδιο τρόπο που ενεργεί και στην κανονική ύλη. Με απλά λόγια, οι φυσικοί προσπαθούν να καθορίσουν εάν το αντιυδρογόνο, αφού αφεθεί ελεύθερο, θα πέσει στο έδαφος, ή θα ‘πετάξει’ ψηλά.

"Τα άτομα που φτιάχνονται από ένα σωματίδιο και ένα αντισωματίδιο είναι ασταθή, συνήθως επιβιώνουν λιγότερο από ένα μικροδευτερόλεπτο. Το αντιυδρογόνο, όμως, είναι κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από αντισωματίδια, και πιστεύουμε ότι έτσι είναι σταθερό. Αυτός δε ο αυξημένος χρόνος μας κάνει να μελετήσουμε με ακρίβεια τη συμμετρία ύλης-αντιύλης”, λένε οι ερευνητές.

"Ένα κρίσιμο ζήτημα για τις μελλοντικές μελέτες είναι: πόσο καιρό μπορεί να παγιδευτούν αντι-άτομα;", αναφέρουν οι ερευνητές στο περιοδικό που δημοσιεύτηκε η μελέτη τους, Technology Review.

"Οι υπολογισμοί μας δείχνουν ότι τα περισσότερα από τα παγιδευμένα αντι-άτομα φθάνουν στην βασική κατάσταση”, προσθέτουν.

Η έρευνα έγινε από μια πολυεθνική ομάδα επιστημόνων από τον Καναδά, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Γερμανία, την Ελβετία, τη Σουηδία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, το Ισραήλ και την Ιαπωνία.

[Δροσος Γεωργιος]

Το 2012 θα λυθεί το μυστήριο για το "σωματίδιο του Θεού"

Φυσικοί του CERN ανακοίνωσαν ότι μέχρι το τέλος του 2012 θα έχουν καταφέρει να ανακαλύψουν αν το υποτιθέμενο σωματίδιο, που αποκαλείται σωματίδιο του Χιγκς, υπάρχει ή όχι.

Ο γενικός διευθυντής του οργανισμού, Rolf-Dieter Heuer, τόνισε κατά τη διάρκεια μιας συνέντευξης τύπου, πως

“είμαι σχεδόν βέβαιος ότι μέχρι το τέλος του 2012 θα έχουμε την απάντηση στο ‘σεξπιρικό’ ερώτημα αναφορικά με το σωματίδιο του Χιγκς, δηλάδη ‘υπάρχει ή δεν υπάρχει;’”

Ένα από τα πειράματα στον επιταχυντή LHC έχει ως στόχο του τον εντοπισμό του σωματιδίου Χιγκς, ώστε να λυθεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος, δηλαδή το γιατί μερικά σωματίδια έχουν μάζα ενώ άλλα όχι.

Αξίζει να σημειωθεί ακόμα, πως το σωματίδιο αυτό, αποτελεί έναν από τους χαμένους κρίκους στο λεγόμενο “σταθερό μοντέλο”, μια ενοποιημένη θεωρία που αφορά όλα τα στοιχεία και τις δυνάμεις του Σύμπαντος.

[Δροσος Γεωργιος]

Δεν βρέθηκε τελικά το μποζόνιο ΧιγκςΤο CERN διαψεύδει τις φημολογίες περί εντοπισμού του «σωματιδίου του Θεού»

Πριν από τρεις εβδομάδες η επιστημονική κοινότητα αναστατώθηκε όταν ένα εσωτερικό έγγραφο που διέρρευσε στο Διαδίκτυο ανέφερε ότι το ευκταίο είχε συμβεί _ ότι δηλαδή οι ερευνητές που εργάζονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη είχαν δει ένα πρώτο δείγμα του μποζονίου Χιγκς.

Η εμφάνιση του «σωματιδίου του Θεού» δεν θα αποτελούσε απλώς επιβεβαίωση για το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής Φυσικής αλλά και για το φιλόδοξο έργο του ίδιου του επιταχυντή, εφόσον ο εντοπισμός του υπήρξε ένας από τους βασικούς σκοπούς της κατασκευής του.

Τελικά η αναστάτωση ήταν άνευ αντικειμένου. Η διασταύρωση των στοιχείων του πειράματος «Ατλας» _ στο πλαίσιο του οποίου οι φήμες ήθελαν να έχει «συλληφθεί» το μποζόνιο Χιγκς _ δεν έδωσε κανένα δείγμα του περιζήτητου σωματιδίου. Η ανακοίνωση έγινε από ανώτατους αξιωματούχους του CERN σε συνομιλίες που έλαβαν χώρα σήμερα στη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου.

Το πείραμα «Ατλας» 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. Η Φαμπιόλα Τζανότι, εκπρόσωπος και συντονίστρια του «Ατλας», ήταν μια εκ των αξιωματούχων που έκαναν την ανακοίνωση με την οποία δίνεται τέλος στις φημολογίες που είχαν «φουντώσει» το τελευταίο διάστημα.

Μη βιάζεστε

«Για τον λόγο αυτό δεν θέλουμε να κάνουμε ανακοινώσεις αποτελεσμάτων προτού είμαστε βέβαιοι ότι ισχύουν πραγματικά» δήλωσε η καθηγήτρια μιλώντας στο BBC. Από την πλευρά του, ο γενικός διευθυντής του CERN, Ρολφ-Ντίτερ Χόιερ παραδέχθηκε ότι η διοίκηση του οργανισμού δεν «χάρηκε ιδιαίτερα» με τη διαρροή.

«Αυτό» τόνισε «θα πρέπει να αποτελέσει ένα μάθημα για τους δημοσιογράφους ώστε να μην μεταδίδουν αποτελέσματα που βλέπουν ενδεχομένως στα μπλογκ. Αν ανακαλύψουμε κάτι και είμαστε βέβαιοι γι’ αυτό, θα το ανακοινώσουμε επίσημα. Οποιαδήποτε άλλη είδηση είναι αναπόδεικτη».

Το μποζόνιο Χιγκς έχει καθοριστική σημασία για τη θεωρία της Φυσικής. Αποτελεί θεμέλιο λίθο του Καθιερωμένου Μοντέλου και εξηγεί τη μάζα όλων των άλλων σωματιδίων. Παρ’ ότι στη θεωρία η ύπαρξή του _ αν μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει αυτόν τον χαρακτηρισμό _ είναι σχεδόν αυτονόητη, στην πραγματικότητα κανείς δεν το έχει «δει» ως σήμερα.

Όπως τόνισε ο γενικός διευθυντής του CERN, «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»

[Δροσος Γεωργιος]

Παράξενο ‘μη-σωματίδιο’ (unparticle) εξηγεί ένα σήμα στον επιταχυντή Tevatron.

Τα παράξενα ελαστικά ‘μη-σωματίδια’ θα μπορούσαν να εξηγήσουν ένα μυστηριώδες σήμα που είδαν οι φυσικοί στον επιταχυντή σωματιδίων Tevatron πριν από ένα χρόνο. Αυτή η εξήγηση θα μπορούσε να συνδέσει μια αδύναμη, αλλά πολύ ενδιαφέρουσα ιδέα για ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη φυσική: γιατί η ύλη υπερισχύει της αντιύλης στο σύμπαν.

"Νομίζω ότι αυτό θα ανεβάσει την αξιοπιστία της θεωρίας των μη σωματιδίων (unparticles)”, λέει ο Run-Hui Li του Πανεπιστημίου Yonsei στη Σεούλ, ο επικεφαλής της μιας εκ των δύο ομάδων που προτείνει τη σύνδεση.

Ύλη και αντιύλη θεωρούνται ότι έχουν δημιουργηθεί σε ίσες ποσότητες μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όμως κάτι έχει αναγκάσει την ύλη να κυριαρχήσει πάνω στην αντιύλη, τουλάχιστον στο δικό μας ‘κομμάτι’ του σύμπαντος.

Μια πιθανή εξήγηση γι αυτή την κυριαρχία είναι ότι γίνονται κάποιες φυσικές διεργασίες υπέρ της ύλης. Για παράδειγμα, σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, σωματίδια γνωστά ως Β μεσόνια συνεχώς αλλάζουν, ή αναμιγνύονται, ανάμεσα σε μορφές ύλης και αντιύλης. Επειδή είναι λίγο πιο εύκολο για ένα αντι-B μεσόνιο να γίνει ένα κανονικό Β μεσόνιο, παρά το αντίθετο, γι αυτό προκύπτει αυτή η ανισορροπία . Αυτή η “άνιση ανάμειξη" μεταφέρεται στα σωματίδια που παράγονται κατά την διάσπαση των Β μεσονίων, αλλά από μόνη της δεν είναι αρκετά μεγάλη για να εξηγήσει την παρατηρούμενη ασυμμετρία ύλης-αντιύλης στο σύμπαν.

Μέχρι τώρα, αρκετές ομάδες είχαν δώσει παραδείγματα ασυμμετρίας ακόμα μεγαλύτερη από ότι προβλέπει το κανονικό μοντέλο. Τον Μάιο του 2010, ερευνητές στον Επιταχυντή Fermi στην Batavia, ανέφεραν 1% προτίμηση για τα B μεσόνια, που παράγονται σε ένα επιταχυντή συγκρουόμενων δεσμών τους, στο Tevatron. Αυτός ο αριθμός είναι 40 φορές μεγαλύτερος από την ανισορροπία που προβλέπεται από το καθιερωμένο μοντέλο.

Δύο ξεχωριστές ομάδες προτείνουν τώρα μια εξήγηση γι ‘αυτή την μεγαλύτερη ασυμμετρία που κρύβεται στο unparticle, μια υποθετική οντότητα που την έφερε στο προσκήνιο το 2007 ο θεωρητικός του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ Howard Georgi.

Ο Howard Georgi πρότεινε ότι μια ιδιότητα, γνωστή ως αναλλοίωτη κλίμακα – εμφανίζονται σε μοτίβα, σαν φράκταλ, που παραμένουν αμετάβλητα (αναλλοίωτα) ακόμη και όταν κάνετε zoom in και out σε διαφορετικές κλίμακες, σαν τις οδοντωτές άκρες των ακτών – θα μπορούσε να εφαρμοστεί επίσης και σε μεμονωμένα σωματίδια. Το φορτίο και το σπιν των περίεργων αυτών μη σωματιδίων θα είναι σταθερά, αλλά, χωρίς να μπορούμε να το καταλαβαίνουμε, η μάζα τους με κάποιο τρόπο θα μεταβάλλεται ανάλογα με την κλίμακα στην οποία είδε το σωματίδιο ένας παρατηρητής.

Δηλαδή, ενώ τα κανονικά σωματίδια του Καθιερωμένου Μοντέλου έχουν ορισμένη μάζα, ενέργεια ορμή, χωρίς να μεταβάλλονται ανάλογα με την κλίμακα που παρατηρούνται, οι ιδιότητες αυτές των μη σωματιδίων εξαρτώνται από την κλίμακα. Όπως επίσης ενώ όλα τα κανονικά σωματίδια έχουν πάντα την ίδια μάζα ανεξάρτητα της ορμής τους, αυτό δεν συμβαίνει στα unparticles.

Τούτα τα περίεργα μη σωματίδια θα μπορούσαν λένε οι φυσικοί να διαδραματίσουν ένα ρόλο ακόμα και στην υπερσυμμετρία, μια δημοφιλής επέκταση του Καθιερωμένου Μοντέλου.

Ο ίδιος Xiao-Gang και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο της Σαγκάης υπολογίζουν ότι τα μη σωματίδια δύνανται επίσης να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής του Β μεσονίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κβαντομηχανική υπαγορεύει ότι, όταν αυτά υπάρχουν, πρέπει να υπάρχει επίσης και οι «εικονικές» τους εκδόσεις. Τα εν λόγω μεταβατικά (virtual) μη σωματίδια θα εμφανιστούν και αμέσως θα εξαφανιστούν, οπότε θα μπορούσαν να επηρεάσουν μερικές φορές τη διάρκεια ζωής των πραγματικών Β μεσονίων. Και αν η επίδραση αυτή διαφέρει μεταξύ των Β μεσονίων και της αντιύλης τους, τότε θα μπορούσε να ενισχύσει την ήδη άνιση ανάμειξη που προβλέπεται από το κανονικό μοντέλο, οπότε αυτό αρκεί για να εξηγήσει το μυστηριώδες σήμα του Tevatron.

Η ελαστική μάζα του μη-σωματιδίου σημαίνει ότι αυτό μπορούσε ενδεχομένως να είχε αποφύγει την ανίχνευση στο Tevatron μέχρι τώρα. Μάλιστα μια ξεχωριστή ομάδα με επικεφαλής τον Li έχει φτάσει σε παρόμοιο συμπέρασμα.

Ο Bruce Hoeneisen, ένα μέλος της ομάδας του Fermilab που είδε την ανισορροπία των μεσονίων, το 2010, λέει πως άλλες επιλογές, συμπεριλαμβανομένων και νέων τύπων των κουάρκ που επί του παρόντος δεν περιλαμβάνονται στο πρότυπο μοντέλο, θα μπορούσαν να εξηγήσουν το σήμα στο Tevatron. Προειδοποιεί, επίσης, ότι η διαπίστωση στο Tevatron απαιτεί μια πρόσθετη επιβεβαίωση.

http://www.physics4u.gr/blog/?p=3466

[Captain Kerk]

CERN: Έσπασε το «συμβολικό όριο» με 100 εκατ. συγκρούσεις το δευτερόλεπτο

 

Ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο (LHC) κοντά στη Γενεύη (Ελβετία), πέτυχε σήμερα ένα ρεκόρ, σπάζοντας ένα «συμβολικό όριο» με «100 εκατομμύρια συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο», δήλωσε ο Μισέλ Σπίρο, Πρόεδρος του συμβουλίου του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

 

Αυτό το ρεκόρ επιτεύχθηκε «τη νύχτα αυτή, γύρω στις 2 πρωί», δήλωσε ο Σπίρο με την ευκαιρία μιας διάσκεψης στο Παρίσι με θέμα «το άπειρα μικρό και το άπειρα μεγάλο».

 

Πριν από ένα μήνα, ο επιταχυντής σωματιδίων (Large Hadron Collider, LHC), είχε ήδη δημιουργήσει ένα ρεκόρ φωτεινότητας, που αντιστοιχεί σε «10 εκατομμύρια συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο. Τώρα αυτό έχει δεκαπλασιαστεί», δήλωσε ο κ. Σπίρο στο Γαλλικό Πρακτορείο.

 

Με την σύγκρουση δεσμών πρωτονίων που κυκλοφορούν σε αντίθετη κατεύθυνση σε ένα δαχτυλίδι με περίμετρο 27 χιλιόμετρα, ο LHC έχει ως στόχο να αναδημιουργήσει τις συνθήκες της έντονης ενέργειας των πρώτων κλασμάτων του δευτερολέπτου μετά το Big Bang, πριν από περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.

 

Οι φυσικοί αναζητούν έναν από τους κρίκους που λείπουν από τη θεωρία των σωματιδίων, το περίφημο μποζόνιο (σωμάτιο) του Higgs, το οποίο θα δώσει τη μάζα τους σε όλα τα άλλα.

 

Για να πούμε ότι αυτό υπάρχει, η απάντηση θα μπορούσε να «έλθει από φέτος το καλοκαίρι», αλλά «για να πούμε ότι δεν υπάρχει θα πρέπει να περιμένουμε έως το τέλος του επόμενου έτους», δήλωσε ο κ. Σπίρο.

 

«Αυτό το καλοκαίρι θα έχουμε ήδη μερικά τρισεκατομμύρια συσσωρευμένων συγκρούσεων», διευκρίνισε, σημειώνοντας ότι η δυσκολία να βρεθεί το μποζόνιο του Higgs εξαρτάται από τη μάζα του.

 

«Αν είμαστε τυχεροί, και είναι στη σωστή ζώνη της μάζας, από το φετινό καλοκαίρι θα μπορούσαμε ήδη να το βρούμε», είπε, προσθέτοντας ότι για να επικυρωθεί η ανακάλυψη «πρέπει να έχουμε τουλάχιστον δεκαπέντε».

 

Με 100 εκατομμύρια συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο, «τρισεκατομμύρια συγκρούσεις» θα μπορούσαν να παραχθούν κάθε μέρα μέσα σε λίγες ώρες εμπειρίας στον LHC», διευκρίνισε ο Σπίρο. Με το ρυθμό αυτό, εάν το μποζόνιο του Higgs υπάρχει, ίσως είναι δυνατό να ανιχνευθεί «ένα την ημέρα», σύμφωνα με τον κ. Σπίρο.

 

«Με ένα Higgs την ημέρα, αυτό σημαίνει μερικές εκατοντάδες έως το τέλος του 2012», παρά το «θόρυβο του περιβάλλοντος, αυτό θα επιτρέψει να πούμε αν υπάρχει ή δεν υπάρχει», τόνισε ο φυσικός .

 

Και «αν δεν το βρούμε όπως το περιμένουμε, αυτό θα σημαίνει ότι η θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, δεν είναι σωστή», κατέληξε ο Σπίρο.

 

 

http://www.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathremote_1_23/05/2011_391867

 

http://www.stumbleupon.com/su/7uIj50/www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/05/100-million-collisions-per-second-large-hadron-collider-smashes-another-record.html

[Δροσος Γεωργιος]

Το ηλεκτρόνιο είναι σχεδόν απόλυτα σφαιρικό.

Η πιο ακριβής, μέχρι στιγμής, μέτρηση του σχήματος του ηλεκτρονίου έδειξε ότι είναι σχεδόν τέλεια σφαιρικό.

Η πρόσφατη ανακάλυψη της ομάδας επιστημόνων του Imperial College London θεωρείται σημαντική γιατί καθιστά λιγότερο πιθανές ορισμένες θεωρίες της σωματιδιακής φυσικής, όπως η υπερσυμμετρία.

Η νέα μέτρηση, χρειάστηκε πειράματα μιας δεκαετίας περίπου και έγινε με τη βοήθεια λέιζερ, σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες της ύλης. Είναι δύο φορές ακριβέστερη από την καλύτερη μέτρηση που υπήρχε μέχρι τώρα για το ηλεκτρόνιο.

Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια που κινούνται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου.

Στην έρευνά τους, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μια μικροσκοπική διαφορά (μόλις 0,000000000000000000000000001 εκατοστά ή λιγότερο από το ένα δισεκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυριοστού του ενός δισεκατομμυριοστού του ενός εκατοστού) εμποδίζει το ηλεκτρόνιο από το να είναι ολοστρόγγυλο.

Έτσι, επιβεβαιώνεται η θεωρία ότι το ηλεκτρόνιο έχει σχήμα σφαιρικό και όχι ωοειδές.

Ωστόσο οι ερευνητές τόνισαν ότι οι νέες μετρήσεις του ηλεκτρονίου δεν αποκλείουν την πιθανότητα της υπερσυμμετρίας αλλά δεν την στηρίζουν κιόλας ως θεωρία.

Η έρευνα με επικεφαλής τον δρα Τζόνι Χάντσον και τον Έντουαρντ Χιντς του Τμήματος Φυσικής, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature».

Ο Χάντσον δήλωσε ότι μέσα στην επόμενη πενταετία θα καταστεί δυνατό να τετραπλασιαστεί η ακρίβεια των μετρήσεων, οπότε θα ξεκαθαριστεί οριστικά η βασιμότητα των θεωριών της υπερσυμμετρίας, σε συνδυασμό και με τις παρατηρήσεις του επιταχυντή του CERN.

[Δροσος Γεωργιος]

Η επιστροφή της αντιύλης.

Σήμερα, οι φυσικοί του ευρωπαϊκού ερευνητικού κέντρου CERN έχουν παγιδεύσει αντιυδρογόνο σε ένα μαγνητικό πεδίο, για να μπορέσουν να μελετήσουν τη φύση της αντιύλης.

Οι ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν και να παγιδεύσουν αντιυδρογόνο. Εστω κι αν πρόκειται μόνο για 38 αντιάτομα, τα οποία διατηρήθηκαν για 172 χιλιοστά του δευτερολέπτου, το γεγονός δεν παύει να προκαλεί αίσθηση. Τα αντιάτομα είναι, όντως, εξαιρετικά δύσκολο να δαμαστούν, καθώς εξαφανίζονται το ίδιο χιλιοστό του δευτερολέπτου που έρχονται σε επαφή με «συνηθισμένη» ύλη.

Οταν η αντιύλη ελέγχεται, μπορούμε να μελετήσουμε τον τρόπο συμπεριφοράς της. Οι ερευνητές επιδιώκουν να συγκρίνουν το αντιυδρογόνο, με το σύνηθες υδρογόνο για να δουν αν υπάρχει διαφορά στον τρόπο με τον οποίον τα αντιάτομα αντιδρούν με τα φωτόνια.

«Αν βρούμε κάποια διαφορά ανάμεσα σε υδρογόνο και αντιυδρογόνο, σημαίνει ότι έχουμε παραβλέψει κάτι στο λεγόμενο πρότυπο μοντέλο για το πώς είναι κατασκευασμένο το σύμπαν» λέει ο Τζέφρεϊ Χανγκστ, ο οποίος ηγείται του πειράματος στο CERN.

Το αποτέλεσμα μπορεί να βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν γιατί τα πάντα γύρω μας αποτελούνται από ύλη και γιατί δεν έχουμε παρατηρήσει αντιύλη στη φύση. Πρόκειται πράγματι για μυστήριο, διότι έπρεπε να υπάρχει ίση ποσότητα ύλης και αντιύλης.

«Δεν μπορούμε να εξηγήσουμε αυτή την ασυμμετρία» λέει ο Τζέφρεϊ Χανγκστ. «Αναζητούμε μια νέα φυσική, πράγματα που δεν σκέφτηκε κανείς πριν» προσθέτει.

Το αντιυδρογόνο είναι το απλούστερο αντιάτομο. Ενώ ένα συνηθισμένο άτομο υδρογόνου αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο δεσμευμένο σε ένα πρωτόνιο, το αντιυδρογόνο διαθέτει ένα ποζιτρόνιο -το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου- δεσμευμένο σε ένα αντιπρωτόνιο.

Τα ποζιτρόνια εκπέμπονται σε ορισμένες μορφές ραδιενεργού διάσπασης και τα αντιπρωτόνια μπορούν να δημιουργηθούν όταν παρέχεται ενέργεια στα πρωτόνια μέσα σε έναν επιταχυντή σωματιδίων και κατόπιν συγκρούονται με μέταλλο. Αργότερα έγινε ρουτίνα η παραγωγή αντιπρωτονίων και ποζιτρονίων, αλλά παραμένει δύσκολο να τα συνδυάσει κανείς σε αντιυδρογόνο, όπως και να διατηρήσει τα αντιάτομα.

Στο CERN, γεννήθηκαν τα πρώτα αντιάτομα που έφτιαξε ποτέ ο άνθρωπος, το 1995. Τα εννέα άτομα αντιυδρογόνου που δημιουργήθηκαν τότε εξαφανίστηκαν με μια ταχύτητα που πλησίαζε εκείνη του φωτός και χρειάστηκαν μόλις 40 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου για να συγκρουστούν με ύλη και να καταστραφούν.

Το 2002, άρχισε να χρησιμοποιείται ένα νέο μηχάνημα: ο επιταχυντής αντιπρωτονίων. Ετσι έγινε δυνατόν να εμποδιστούν τα αντιπρωτόνια πριν από τη συνάντησή τους με τα ποζιτρόνια, και οι ερευνητές μπόρεσαν να παράξουν χιλιάδες αντιάτομα. Δεν μπόρεσαν, ωστόσο, να διατηρήσουν για πολύ τα αντιάτομα και δεν είναι δυνατόν να πειραματιστούν με αυτά πριν ακινητοποιηθούν.

Σήμερα είναι η πρώτη φορά που παγιδεύονται αντιάτομα. Στο νέο πείραμα ALPHA, το οποίο διεξήχθη το φθινόπωρο του 2010, οι φυσικοί συνένωσαν δέκα εκατομμύρια αντιπρωτόνια με ποζιτρόνια. Δόθηκε στα σωματίδια ένα δευτερόλεπτο να σχηματίσουν ζεύγη και να μετατραπούν σε αντιυδρογόνο και οι ερευνητές κατάφεραν να αιχμαλωτίσουν στην ατομοπαγίδα μόλις 38 από το σύνολο των ατόμων αντιυδρογόνου.

Τα σταθερά, ηλεκτρικώς ουδέτερα, άτομα αντιύλης ακινητοποιήθηκαν από ισχυρά μαγνητικά πεδία, τα οποία δημιουργήθηκαν από έναν υπεραγώγιμο μαγνήτη. Η σύλληψή τους έγινε μόνον όταν οι ερευνητές κατάφεραν να απορροφήσουν τόσο πολλή κινητική ενέργεια από αυτά, ώστε να αποκτήσουν θερμοκρασία μόλις μισού βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν. Τα αντιάτομα ελευθερώθηκαν αρκετά σύντομα πάλι, κι έτσι μπόρεσαν να συγκρουστούν ελεύθερα με ύλη και να εκπέμψουν χαρακτηριστική ακτινοβολία, η οποία καταγράφηκε από ανιχνευτές. Αυτός ήταν ο μοναδικός τρόπος με τον οποίον μπορούσαν οι ερευνητές να σιγουρέψουν ότι τα αντιάτομα είχαν συλληφθεί.

Αυτό το επιτυχημένο πείραμα χρειάστηκε έξι χρόνια προετοιμασίας, αλλά είναι το πρώτο από μια σειρά πειραμάτων.

Το επόμενο βήμα είναι να μετρηθούν τα επίπεδα ενέργειας του αντιυδρογόνου, για να τα συγκρίνουν με το συνηθισμένο υδρογόνο. Οι ερευνητές θέλουν να μάθουν σε ποια συχνότητα των φωτονίων τα αντιάτομα απορροφούν ή εκπέμπουν ενέργεια. Οταν συμβεί αυτό, θα μάθουν και αν το υδρογόνο είναι ακριβές είδωλο του αντιυδρογόνου και το αντίστροφο. Αν δεν συμβαίνει κάτι τέτοιο, τότε ο κόσμος της φυσικής θα γνωρίσει πραγματικούς κλυδωνισμούς και θα αρχίσει να διαμορφώνεται μια εντελώς νέα θεωρία για το σύμπαν.

[gregohks]

http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html

οπ ,"πιασανε" αντιυλη για 16 λεπτα