http://my.aegean.gr e-Magazino
Επιστήμη - Τεχνολογία

Ημερομηνία:
Θεματική Κατηγορία: Επιστήμη - Τεχνολογία

CERN: ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα για τη δημιουργία του κόσμου

Μετά από 20 χρόνια σχεδιασμού και κατασκευής και με μερικά χρόνια καθυστέρηση [σε σχέση με τον αρχικό προγραμματισμό] τίθεται σήμερα, 10 Σεπτεμβρίου 2008, σε λειτουργία στις εγκαταστάσεις του CERN [Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών] στη Γενεύη ο Μεγάλoς Επιταχυντής Αδρονίων [LHC, Large Hadron Collider]. Πρόκειται για τη μεγαλύτερη μηχανή που έχει κατασκευαστεί ποτέ και ταυτόχρονα για το πιο πολύπλοκο, μέχρι στιγμής, πείραμα που έχουν επιχειρήσει επιστήμονες.

Δύο από τα βασικότερα ερωτήματα στα οποία ευελπιστούν να απαντήσουν οι επιστήμονες είναι: αν ισχύει η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) και αν υπάρχει το μποζόνιο Higgs, το «σωματίδιο του Θεού», που είναι υπεύθυνο για τη μάζα όλων των άλλων σωματιδίων.

Στη μήκους 27 χιλιομέτρων και διαμέτρου 3,8 μέτρων σήραγγα, που βρίσκεται σε βάθος έως και 175 μέτρων μέσα στο έδαφος, θα επιταχυνθούν στοιχειώδη σωματίδια σε ταχύτητα πολύ κοντά σε εκείνη του φωτός και θα συγκρουστούν μεταξύ τους με ορμές που μέχρι στιγμής ήταν αδύνατο να επιτευχθούν. Στόχος του πειράματος είναι να δημιουργηθούν καταστάσεις που θα προσομοιώνουν τα κλάσματα δευτερολέπτου μετά το "Bing Bang", οι οποίες ίσως μας αποκαλύψουν τα μυστικά της Φύσης για το πώς δημιουργήθηκε ο κόσμος μας και τα υλικά που τον αποτελούν.

CERN experiment big bang simulation

Το κατασκευαστικό κόστος χωρίς τους αισθητήρες, ανέρχεται σε περίπου 3 δισεκατομμύρια ευρώ, γι' αυτό άλλωστε το LHC εγκαταστάθηκε στην ίδια σήραγγα με τον προκάτοχό του LEP [Large Electron-Positron Collider]. Σε αντίθεση, όμως, με τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια του LEP, στον LHC, όπως προδίδει και το όνομά του, θα επιταχυνθούν αδρόνια. Τα τελευταία είναι τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται ο πυρήνας ενός ατόμου: πρωτόνια και νετρόνια.

CERN Big Bang experiment

Συγκεκριμένα, στο LCH θα χρησιμοποιηθούν πυρήνες υδρογόνου, που αποτελούνται από ένα μόνο πρωτόνιο, και πυρήνες από άτομα μολύβδου. Ένα πρωτόνιο είναι κατά 1.836 φορές βαρύτερο από τα μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενα ηλεκτρόνια. Όσο πιο βαρύ είναι ένα σωματίδιο που θα μπει στον Επιταχυντή, τόσο πιο μεγάλη θα είναι η ενέργεια της σύγκρουσης. Και επειδή η ενέργεια, σύμφωνα με τον τύπο του Αϊνστάιν E=mc2, μπορεί να μετατραπεί σε ύλη, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σε τόσες υψηλές ενέργειες σύγκρουσης θα προκύψουν νέα βαριά σωματίδια [όπως εκείνα του Bing Bang]. Τέτοια σωματίδια δεν υπάρχουν πια, γιατί θεωρείται ότι καταστράφηκαν αμέσως μετά το "Bing Bang".

Με τη χρήση τεσσάρων "προεπιταχυντών" τα πρωτόνια θα αποκτήσουν μια ενέργεια της τάξης των 0,45 TeV [το eV είναι μια συνηθισμένη μονάδα μέτρησης στη Φυσική Σωματίδιων και εκφράζει την ενέργεια που αποκτά ένα ηλεκτρόνιο όταν επιταχύνεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο τάσης ενός Volt] και με αυτήν θα μπουν μέσα στον LHC. Στη συνέχεια θα περιστραφούν 1.000.000 φορές μέσα στον επιταχυντή για να φθάσουν στην τελική ενέργεια των 7 TeV, φθάνοντας σε μια ταχύτητα κατά 99,9999991% της ταχύτητας του φωτός, διασχίζοντας το 27 χιλιομέτρων τούνελ 11.000 φορές το δευτερόλεπτο. Για να μπορέσουν οι επιστήμονες να κρατήσουν τα σωματίδια σε τόση ενέργεια και σε ένα κύκλο, θα χρησιμοποιηθούν 1.232 υπεραγώγιμοι μαγνήτες καθοδήγησης, 15 μέτρων μήκους ο έκαστος.

Τα πρωτόνια θα διοχετεύονται στον επιταχυντή με τη μορφή "πακέτων" σε δύο αντίθετα κινούμενες δέσμες. Κάθε μια δέσμη θα περιέχει περί τα 3.000 πακέτα πρωτονίων [με το καθένα από αυτά να περιέχει περίπου 100 δισεκατομμύρια σωματίδια]. Τα πρωτόνια άλλωστε είναι τόσο μικροσκοπικά, ώστε κατά τη συνάντηση δύο πακέτων υπάρχει πιθανότητα μόνο 20 στα συνολικά 200 δισεκατομμύρια να συγκρουστούν. Επειδή όμως τα πακέτα θα διασταυρώνονται με ένα ρυθμό της τάξης των 40 εκατομμυρίων ανά δευτερόλεπτο εκτιμάται ότι θα επιτυγχάνονται περίπου ένα δισεκατομμύριο συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο. Αυτές οι συγκρούσεις θα καταγράφονται από τέσσερις τεράστιους αισθητήρες [ALICE, ATLAS, CMS και LHCb].

CERN Mont Blanc

Η κάθε δέσμη πρωτονίων θα διανύσει περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, ενώ θα απελευθερωθούν τεράστιες ποσότητες ενέργειας και θα αναπτυχθούν θερμοκρασίες, οι οποίες θα είναι κατά πολύ ανώτερες και από αυτές που επικρατούν στον πυρήνα του Ηλίου. Οι επιστήμονες θα καταγράψουν τα διάφορα σωματίδια που θα προκύψουν από τις συγκρούσεις μεταξύ των πρωτονίων και δεν απαντώνται ελεύθερα στη φύση.

CERN Big Bang   how (Imerisia+Reuters)

Πηγές άρθρων:
http://www.e-pcmag.gr/modules/news/article.php?storyid=4580
http://www.e-tipos.com/newsitem?id=51026

Πηγές εικόνων:
http://www.imerisia.gr/
http://www.in.gr/news/article.asp?lngEntityID=936396&lngDtrID=252
http://www.w3.org/DesignIssues/diagrams/cern/CERN-MontBlanc-letter.jpg
http://www.ynetnews.com/PicServer2/02012008/1529476/81594945_wa.jpg




FORUM topic

Διαβάστε και συμμετέχετε στη σχετική συζήτηση "Ξεκίνησε το Μεγάλο Μπάμ!" στο FORUM: http://my.aegean.gr/web/ftopict-979.html






Αποστολή άρθρου από μέλος xaderfi.

Το άρθρο αυτό προέρχεται από: MY.aegean.gr Community http://my.aegean.gr/web/ e-Περιοδικό Publisher: MyAegean (ISSN: 2459-2692)

My.Aegean.gr, άρθρο «CERN: ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα για τη δημιουργία του κόσμου», http://my.aegean.gr/web/article2735.html από μέλος xaderfi [ανακτήθηκε: 2017-12-12 00:14:44]