CERN: Θα φτιάξουμε νέο επιταχυντή πάνω από 80 χλμ!

Ο υπάρχων υπόγειος επιταχυντής σωματιδίων του CERN διαμέτρου 27 χιλιομέτρων είναι η μεγαλύτερη στον κόσμο επιστημονική εγκατάσταση. Όμως οι επιστήμονες του CERN, ήδη, κάνουν σχέδια για έναν ακόμα πιο γιγάντιο κυκλικό επιταχυντή διαμέτρου 80 έως 100 χιλιομέτρων, που θα είναι έως επτά φορές ισχυρότερος από τον τωρινό.

Σε συνάντηση που θα γίνει στο πανεπιστήμιο της Γενεύης την επόμενη εβδομάδα (12 έως 15 Φεβρουαρίου), σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και το "Science", περίπου 300 φυσικοί και μηχανικοί, με επικεφαλής τον γενικό διευθυντή του CERN Γερμανό Ρολφ-Ντίτερ Χόγιερ, θα θέσουν επί τάπητος τα σχέδια για τον διάδοχο του υφιστάμενου επιταχυντή.

Ο σημερινός «Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων» (LHC), που τέθηκε σε λειτουργία κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα το 2008 και αναμένεται να λειτουργεί έως το 2030, μπορεί να κάνει συγκρούσεις πρωτονίων με ενέργεια έως 7 TeV (τεραηλεκτρονιοβόλτ), οι οποίες θα διπλασιαστούν στα 14 TeV από το 2015. Όμως ο διάδοχός του θα μπορεί να φθάνει και τα 100 TeV, ενέργεια που θα του επιτρέψει να «εντρυφήσει» βαθύτερα στα μυστικά της ύλης και του σύμπαντος.

«Έφθασε η ώρα να κοιτάξουμε ακόμα περισσότερο στο μέλλον», αναφέρεται σε ανακοίνωση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ο οποίος πέρυσι γιόρτασε τη μεγάλη επιτυχία ανακάλυψης του μποζονίου του Χιγκς. Αυτή την περίοδο ο επιταχυντής βρίσκεται σε φάση διακοπής λειτουργίας για λόγους συντήρησης και αναβάθμισης, μια διαδικασία που θα διαρκέσει 18 μήνες έως τις αρχές του 2015.

Με δεδομένο ότι τόσο φιλόδοξα σχέδια, όσο η κατασκευή ενός επιταχυντή, απαιτούν πολύ μεγάλο χρόνο από την αρχική σύλληψη έως την υλοποίησή τους, κρίθηκε σκόπιμο να αξιοποιηθεί η προσωρινή ανάπαυλα του LHC για να ξεκαθαρίσουν σιγά-σιγά οι επιστήμονες ποιος θα διαδεχτεί τον σημερινό επιταχυντή.

Έτσι, την επόμενη εβδομάδα θα ξεκινήσει επισήμως η πενταετής μελέτη σκοπιμότητας για την (πιθανή αλλά όχι βέβαιη) δημιουργία του λεγόμενου «Μελλοντικού Κυκλικού Επιταχυντή» (Future Circular Collider-FCC), που αποκαλείται και "TLEP", ο οποίος πιθανώς θα βρίσκεται στην ίδια περιοχή και θα ενσωματώνει το τούνελ του LHC στην κατά πολύ μεγαλύτερη υποδομή του, σύμφωνα με την ανακοίνωση του CERN. Στην πραγματικότητα, η πρόταση είναι να δημιουργηθούν διαδοχικά δύο επιταχυντές στο ίδιο τούνελ των 100 χλμ., στην αρχή ένας για συγκρούσεις ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων (TLEP) και, σε επόμενη φάση, ένας μεγαλύτερος για συγκρούσεις πρωτονίων (FCC).

O σχεδιαζόμενος γιγάντιος FCC έχει όμως να ανταγωνιστεί μια πιο «ώριμη» και φθηνότερη εναλλακτική πρόταση για τη δημιουργία ενός γραμμικού -όχι κυκλικού- επιταχυντή, είτε του Compact Linear Collider (CLIC) μήκους 80 χιλιομέτρων, είτε του International Linear Collider (ILC) μήκους 31 χιλιομέτρων. Το μεγάλο δίλημμα είναι αν ο επόμενος μεγάλος επιταχυντής θα είναι κυκλικός ή γραμμικός και, στη συνέχεια, αφού αποφασιστεί αυτό, θα πρέπει να οριστικοποιηθεί το ακριβές σχέδιο του επιταχυντή.

Οι δύο μελέτες σκοπιμότητας θα συγκρίνουν κόστη και οφέλη για τον κυκλικό και τον γραμμικό επιταχυντή. Η τελική επιλογή αναμένεται να γίνει το 2018-19, όταν θα χαραχθεί επισήμως η νέα ευρωπαϊκή στρατηγική στο πεδίο της σωματιδιακής φυσικής, ασφαλώς σε συνεννόηση των Ευρωπαίων με τις άλλες χώρες, οι οποίες επίσης είναι εταίροι του CERN.

Ο νικητής «θα είναι άξιος διάδοχος του LHC», ανέφερε το CERN και πρόσθεσε ότι ο νέος επιταχυντής «θα επιτρέψει στη σωματιδιακή φυσική να σπρώξει ακόμη παραπέρα τα σύνορα της γνώσης». Μεταξύ άλλων, στόχος θα είναι να δοθεί οριστική απάντηση για το αν όντως ισχύει η ευρέως διαδεδομένη (αλλά όχι πειραματικά αποδεδειγμένη) θεωρία της υπερσυμμετρίας, σύμφωνα με την οποία κάθε υποατομικό σωματίδιο στη φύση διαθέτει ένα «κατοπτρικό» (συμμετρικό) σωματίδιο. Επίσης η μελλοντική έρευνα θα εστιαστεί στη μυστηριώδη «σκοτεινή» ύλη, που υπολογίζεται ότι είναι πολύ περισσότερη σε ποσότητα από τη συμβατική ύλη στο σύμπαν, αλλά η ύπαρξή της μέχρι σήμερα τεκμαίρεται έμμεσα και όχι από άμεσες παρατηρήσεις.

Η αρχική ιδέα για τον σημερινό επιταχυντή LHC υπήρξε στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η έγκριση για τη δημιουργία του δόθηκε στη δεκαετία του ’90 και η κατασκευή του, που ολοκληρώθηκε προς το τέλος της δεκαετίας του 2000, κόστισε γύρω στα 4,1 δισεκατομμύρια ευρώ.

Ο διάδοχός του ασφαλώς θα χρειαστεί κι αυτός δεκαετίες έως ότου ολοκληρωθεί- ενώ το ζητούμενο είναι κατά πόσο θα δοθούν από τις κυβερνήσεις τόσο μεγάλα κονδύλια, ιδίως αν συνεχιστούν οι περικοπές των δημοσίων προϋπολογισμών. Το μεγαλύτερο μέρος του κόστους θα αφορά την κατασκευή του νέου τεράστιου υπόγειου τούνελ, μέρος του οποίου μπορεί να βρίσκεται ακόμα και κάτω από τη λίμνη της Γενεύης.

Πηγή: ΑΜΠΕ