ΑΠΟ ΤΟ … «ΒΙΕΤΝΑΜ» ΤΩΝ ΔΡΟΜΩΝ
Μία παρουσίαση των ρεπορτάζ του Νίκου Μόσχοβου

«Φως» στην προέλευση του σύμπαντος – Το ΑΠΘ πρωταγωνιστεί στις διεθνείς έρευνες

Ελληνικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται στο πείραμα των εργαστηρίων του Ερευνητικού Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικής ενέργειας CERN ( Έδρα: Γενεύη- φωτογραφία), που αφορά στη δομική λίθο του σύμπαντος και την ανακάλυψη του περιεχομένου της σκοτεινής ύλης!

Πιο συγκεκριμένα, έγινε η ολοκλήρωση, πιστοποίηση και εγκατάσταση των Ελληνικών ανιχνευτών μιονίων του πειράματος «Άτλας» στον επιταχυντή LHC του CERN από επιστημονική ομάδα του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) με επικεφαλής την αναπληρώτρια καθηγήτρια του τμήματος Φυσικής, Χαρίκλεια Πετρίδου.

Την ομάδα αποτελούσαν οι ερευνητές: Χ. Αναστόπουλος, Δ. Δαμιανόγλου, Δ. Ζηλάσκος, Δ. Ηλιάδης, Χ. Κανελλόπουλος, Α. Κρεπούρη, Χ. Λαμπούδης, Α. Λιόλιος, Μ. Μανωλοπούλου, Κ. Μπαχάς, Κ. Οικονόμου, Χ. Πετρίδου, Δ. Σαμψωνίδης, Ι. Τσιάφης, Κ. Υψηλάντης, Τ. Χατζηαντωνίου κι Α. Χουΐρης.

Από τους ίδιους επιστήμονες έγιναν μελέτες για τη κοσμική ακτινοβολία και για τη βασική φυσική κατά τη διάρκεια της έναρξης του μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων LHC, που θα επιταχύνει δέσμες πρωτονίων σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός και οι οποίες θα συγκρούονται σε προκαθορισμένα σημεία.

Οι επιστήμονες θα μελετήσουν τα σωματίδια που θα παράγονται κατά τη διάρκεια των συγκρούσεων και τις διαδικασίες, που θα λαμβάνουν χώρα μέσα στον επιταχυντή.

Σύμφωνα με τους Έλληνες επιστήμονες, η συγκεκριμένη μελέτη αναμένεται να «φωτίσει» θεμελιώδη ερωτήματα της φυσικής, όπως είναι η προέλευση της μάζας-ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs και το περιεχόμενο της σκοτεινής ύλης.

«Οι μελέτες αυτές επιτυγχάνονται μόνο με την κατασκευή μεγάλων ανιχνευτών σωματιδίων, όπως είναι ο «Άτλας» στα σημεία που συγκρούονται οι δέσμες. Οι ανιχνευτές αυτοί είναι ικανοί να αποτυπώνουν τα αποτελέσματα των συγκρούσεων», εξήγησαν οι Έλληνες ερευνητές.

Για το μιονικό φασματόμετρο του ανιχνευτή «Άτλας» εξήγησαν ότι έχει σχεδιαστεί με σκοπό την ακριβή μέτρηση της ορμής των μιονίων (μικρών σωματιδίων), που θα προκύπτουν από τις αλληλεπιδράσεις πρωτονίου-πρωτονίου.

Για τη μέτρηση της ορμής και την ανακατασκευή των τροχιών των μιονίων χρησιμοποιούνται θάλαμοι ολίσθησης τύπου Monitored Drift Tubes – MDT, οι οποίοι αποτελούνται από σωλήνες αλουμινίου με γέμισμα αερίου μίγματος της μορφής Ar/CO2.

Για τη συμμετοχή του ΑΠΘ ανακοίνωσαν πως το Ίδρυμα κατασκεύασε το 10% του συνόλου των θαλάμων ολίσθησης τύπου MDT, που αποτελούν το μιονικό φασματόμετρο του πειράματος «Άτλας», το οποίο θα καλύπτει συνολική έκταση 5.500 τετραγωνικών μέτρων.

Έτσι, στα πλαίσια του προγράμματος «Πυθαγόρας» παραδόθηκαν 34 θάλαμοι μιονίων στο πείραμα του CERN. Οι θάλαμοι αυτοί είναι πιστοποιημένοι για τη στεγανότητα του συστήματος διανομής αερίου για το χαμηλό θόρυβο των ηλεκτρονικών και τη σωστή λειτουργία των αισθητήρων θερμοκρασίας , καθώς και του μαγνητικού πεδίου.

Χαρακτηριστικό είναι ότι με τη χρήση του ενός από τους Ελληνικούς θαλάμους μιονίων σε δέσμες ελέγχου στο CERN έγιναν και μελέτες των ιδιοτήτων τους. Η μελέτη των δεδομένων αυτών απέδειξε ότι η συμπεριφορά των θαλάμων είναι σύμφωνη με τις προδιαγραφές του πειράματος.

Μάλιστα, βρέθηκε ότι η ανακατασκευή των τροχιών των μιονίων θα γίνεται με την απαιτούμενη ακρίβεια της τάξης των 30 μm.

«Έτσι, μετρήθηκε η πιθανότητα ενός μιονίου που έχει ανακατασκευαστεί η τροχιά του στους θαλάμους μιονίων, ώστε να υποστεί καταστροφική απώλεια ενέργειας κατά τη διάρκεια της διέλευσής του από τα θερμιδόμετρα του ανιχνευτή», διευκρίνισαν οι Έλληνες επιστήμονες.

Ποια, όμως, ήταν τα αποτελέσματα της Ελληνικής συμμετοχής; Σύμφωνα με τους ερευνητές του ΑΠΘ επιτεύχθηκαν τα εξής:

- Η εγκατάσταση ειδικού λογισμικού προγράμματος του LHC και του «Άτλας» στη συστοιχία υπολογιστών κατανεμημένης υπολογιστικής ισχύος ( τύπου GRID cluster) που λειτουργεί στο ΑΠΘ.

- Αναπτύχθηκε ένα λογισμικό προγράμματος ανάλυσης δεδομένων στο GRID. Το επίπεδο και η λειτουργία του συγκεκριμένου λογισμικού προγράμματος βρίσκεται σε συμβατότητα με τις απαιτήσεις του πειράματος «Άτλας».

- Με το λογισμικό αυτό έγινε δυνατή η μελέτη της παραγωγής δύο μποζονίων τύπου Ζ που διασπώνται σε 4 λεπτόνια!

- Η μέτρηση του συγκεκριμένου καναλιού είναι πολύ σημαντική για το «Άτλας», καθώς αυτό αποτελεί το κύριο υπόβαθρο στην αναζήτηση του μποζονίου Higgs!

- Η κατασκευή και η εγκατάσταση θαλάμων των μιονίων τεχνολογίας αιχμής στο πείραμα «Άτλας» στο CERN.

- Έγιναν πρωτοποριακές μελέτες για την ανίχνευση των μιονίων που είναι απαραίτητες για την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs από την διάσπασή του σε 4 μιόνια.

- Έγινε η εφαρμογή τεχνολογίας τύπου GRID στην ανάλυση δεδομένων του πειράματος «Άτλας».

Ποια είναι τα μιόνια και το μποζόνιο Higgs;

Τα μιόνια είναι ασταθή στοιχειώδη σωματίδια με μάζα 207 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρόνιου, τα οποία προέρχονται από τη διάσπαση των πιόνιων και είναι μ – μεσόνια υπάρχουν θετικά και αρνητικά μιόνια.

Συμβολίζονται αντίστοιχα μ+ και μ-. Το μποζόνιο Higgs είναι υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο (με μάζα), το οποίο προβλέπεται από το Σταθερό Μοντέλο, αλλά δεν έχει ανιχνευθεί μέχρι και σήμερα . Η δημιουργία του σωματιδίου απαιτεί ένα τεράστιο ποσό ενέργειας και ανίχνευση σε συνθήκες εργαστηρίου.

Το σωματίδιο Higgs παίζει ρόλο κλειδί στο Σταθερό Μοντέλου. Το ονομάζουν, δε, και « σωματίδιο του Θεού», ενώ χρωστάει την ονομασία του στον Βρετανό θεωρητικό φυσικό Peter Higgs, ο οποίος διατύπωσε την υπόθεση γύρω από την ύπαρξή του.

Ο ρόλος του συγκεκριμένου μποζονίου είναι να προσφέρει ερμηνεία σε ένα από τα αναπάντητα αινίγματα: Ποια, δηλαδή είναι η προέλευση της μάζας όλων των άλλων στοιχειωδών σωματιδίων.

Ο διάσημος κοσμολόγος Stephen Hawking θεωρεί ότι το μποζόνιο Higgs δεν θα βρεθεί ποτέ. Ο Higgs, όμως, μαζί με χιλιάδες άλλους φυσικοί εμφανίζονται βέβαιοι ότι το μποζόνιο αυτό θα παρουσιαστεί μια μέρα στον Μεγάλο Συγκρουστή Αδρονίων (LHC) του CERN.

Το ρεπορτάζ αυτό δημοσιεύτηκε το Σάββατο 5 Ιουλίου στην εφημερίδα «Απογευματινή» (αριθμός φύλλου 17.853). Αναδημοσιεύεται την Παρασκευή 9 Ιουλίου 2008 στον «Τυπολόγο» .