2023-02-27 20:48:15
Το μεγάλο πείραμα στο Lawrence Berkeley National Laboratory, η σκοτεινή ενέργεια, και το CERN: Ο καθηγητής Σωματιδιακής Φυσικής Χρήστος Τουραμάνης μιλάει στην ATHENS VOICE.
Ο Χρήστος Τουραμάνης είναι καθηγητής Σωματιδιακής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, και Επισκέπτης Ερευνητής στο CERN. Ακολουθούμε με ενδιαφέρον τις δημόσιες αναρτήσεις του χρόνια τώρα, οπότε μας κίνησε την περιέργεια το ταξίδι που κάνει αυτές τις ημέρες στην Αμερική για τις συνεδριάσεις μιας πολύ σημαντικής επιτροπής. Επιδιώξαμε μία μικρή συζήτηση μαζί του — τον ευχαριστούμε θερμά για τον χρόνο που μας διέθεσε. Νά τι μας είπε:
Κ.Α.: Αγαπητέ κε Τουραμάνη, είδαμε ότι επισκεφθήκατε το Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Μπέρκλεϊ (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας. Ποιος ήταν ο λόγος της επίσκεψης αυτής;
Χ.Τ.: Οι χρηματοδότες της έρευνάς μας στις ΗΠΑ, το Υπουργείο Ενέργειας (DOE) και το Εθνικό Ίδρυμα Θετικών Επιστημών (NSF), περιοδικά συγκαλούν από κοινού μια επιτροπή (P5)για τη διαμόρφωση του αμερικανικού ερευνητικού προγράμματος σωματιδιακής φυσικής για την επόμενη δεκαετία με προοπτική εικοσαετίας
. Η επιτροπή έχει τριάντα μέλη καιμόλις ξεκινήσαμε τις εργασίες μας με στόχο να υποβάλουμε την αναφορά μας τον Οκτώβριο. Στο Μπέρκλεϊ είχαμε τριήμερη συνάντηση όπου ασχοληθήκαμε με προτεινόμενα πειράματα κοσμολογίας.
Κ.Α.: Ακούγεται συναρπαστικό! Τώρα, διαβάζω ότι είναι μάλλον απίθανο να ανιχνευθεί η Σκοτεινή Ενέργειασε εργαστηριακά πειράματα. Τι θα μπορέσουμε να μάθουμε; Και τι μπορεί να είναι αυτό;
Χ.Τ.: Γνωρίζουμε ότι η ύλη που αποτελεί τους γαλαξίες, τη Γη, και εμάς αποτελεί το 4,9% του σύμπαντος, η σκοτεινή ύλη το 24,8%, και η σκοτεινή ενέργεια το 68,3%. Η κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας είναι απαραίτητη για να αποκτήσουμε ολοκληρωμένη εικόνα για τη δημιουργία και την εξέλιξη του σύμπαντος, καθώς και για να προβλέψουμε το μέλλον του και πιθανώς το τέλος του. Σημαντικά ερωτήματα για τη φύση της σκοτεινής ενέργειας είναι αν η πυκνότητά της είναι η ίδια σε όλο το σύμπαν και αν είναι σταθερή κατά την πάροδο του χρόνου. Σε αυτά ακριβώς μπορεί να δώσει απαντήσεις το πείραμα DESIκαι οι επόμενες φάσεις του. Μπορεί να μελετήσει τη βαρύτητα που υπήρχε στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, να ελέγξει την ισχύ της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, να μας δώσει ενδείξεις για κβαντική βαρύτητα, να μας πει αν υπήρχαν σωματίδια ή δυνάμεις στο αρχικό σύμπαν που ακόμα δεν γνωρίζουμε, ή κάτι που δεν έχουμε καν σκεφτεί!
Κ.Α.: Πόσοι επιστήμονες, και από πόσες χώρες, συμμετέχουν στο πείραμα; Πόσο καιρό θα διαρκέσει;
Χ.Τ.: Στο πείραμα αυτό συμμετέχουν 1.200 επιστήμονες από πολλές χώρες. Υποσυστήματα του πειράματος κατασκευάστηκαν σε διάφορες χώρες και συναρμολογήθηκαν στο Μπέρκλεϊ ή απευθείας στο τηλεσκόπιο που βρίσκεται στην Αριζόνα, εκεί όπου υπάρχουν καλές συνθήκες παρατήρησης. Το πείραμα συλλέγει δεδομένα την περίοδο 2022-27 και προτείνονται δύο επόμενες φάσεις του που πάνε ώς τα τέλη της δεκαετίας του 2030.
Κ.Α.: Διαβάζουμε πως κάποια στιγμή αφήσατε τα πράγματά σας στο γραφείο του Έρνεστ Ορλάντο Λόρενς (Ernest Orlando Lawrence, 1901-1958), του περίφημου Αμερικανού πυρηνικού φυσικού και Νομπελίστα. Θέλετε να μας μιλήσετε για αυτόν, και για το πώς αισθάνεστε που πατάτε στα χνάρια αυτών των πραγματικών γιγάντων;
Χ.Τ.: Παρά την οικειότητα με τον χώρο και τους συναδέλφους, το δέος παραμένει. Ο Λόρενς που δίδασκε στο πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ εφηύρε το 1930 το κύκλοτρο, τον πρώτο κυκλικό επιταχυντή όπου τα σωματίδια κάνουν πολλούς γύρους κερδίζοντας ενέργεια κάθε φορά, κάτι που ξεκίνησε το πειραματικό πεδίο μας. Το 1931 έφτιαξε το εργαστήριο δίπλα στο πανεπιστήμιο, και το 1939 πήρε το Νόμπελ. Ερευνητές του εργαστηρίου έχουν πάρει 16 βραβεία Νόμπελ, τα 6 μετά το 2000. Το Νόμπελ Φυσικής του 1959 μοιράστηκαν οι Σεγκρέ και Τσάμπερλεν για την ανακάλυψη του αντιπρωτονίου, όπου συμμετείχε ως διδακτορικός φοιτητής ο Τομ Υψηλάντης. Στο εργαστήριο αυτό ανακαλύφθηκαν επίσης ο γραμμικός επιταχυντής, η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14, το χημικό λέιζερ, η γ-κάμερα, το «αποτύπωμα» του Big Bang και η σκοτεινή ενέργεια. Η ιστορία είναι παντού, και έναν αιώνα σχεδόν μετά την ίδρυσή του το εργαστήριο εξακολουθεί να απασχολεί κορυφαίους επιστήμονες και να διατηρεί τη δυναμική του. Να μην ξεχνάμε ότι το πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ ιδρύθηκε το 1868 με βάση την πρόβλεψη του συντάγματος της Καλιφόρνιας για ένα πανεπιστήμιο «που θα συμβάλει ακόμα περισσότερο από τον χρυσό στη δόξα και την ευτυχία των επομένων γενεών», και έχει στην ιστορία του συνολικά 114 Νομπελίστες. Άρθρα της εποχής της ίδρυσής του έγραφαν για την «Αθήνα της Δυτικής Ακτής».
Κ.Α.: Ήρθατε επίσης σε επαφή με την ομάδα Έρευνας και Ανάπτυξης Επιταχυντών του Μπέρκλεϊ. Σημειώνατε κάπου μάλιστα: «Εξαιρετικοί άνθρωποι, ιδιοφυείς ιδέες, καταπληκτική τεχνολογία». Μιλήστε μας, αν θέλετε, για τη δουλειά τους, και το πώς συνδέεται με τον δικό σας επιταχυντή στο CERN.
Χ.Τ.: Οι επιταχυντές που χρησιμοποιούμε στα πειράματά μας είναι εξέλιξη των επιταχυντών που εφευρέθηκαν στο Μπέρκλεϊ. Επιταχύνουν τα σωματίδια «σπρώχνοντάς» τα με ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το κύμα της θάλασσας επιταχύνει έναν σέρφερ. Χρησιμοποιούν επίσης μαγνήτες για να αναγκάσουν τα σωματίδια να κινούνται πάνω σε έναν κύκλο ώστε να επιταχύνονται πολλές φορές και να πιάνουν τις ενέργειες που χρειαζόμαστε για τα πειράματά μας. Αυτό όμως απαιτεί μεγάλες διαστάσεις. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, το LHC στο CERN, έχει περίμετρο 24 χιλιομέτρων. Για την επόμενη γενιά πειραμάτων προτείνονται επιταχυντές με περίμετρο 100 χιλιομέτρων. Η κατασκευή του τούνελ και μόνο στοιχίζει δισεκατομμύρια. Ο μόνος τρόπος να ξεπεράσουμε αυτό το πρόβλημα είναι να αναπτύξουμε τεχνολογίες που να μπορούν να επιταχύνουν σωματίδια σε σημαντικά μικρότερες αποστάσεις, για να περιοριστεί το κόστος κατασκευής. Η μέθοδος που δημιουργεί μεγάλες προσδοκίες είναι η επιτάχυνση με κύματα σε πλάσμα. Πλάσμα είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης, όπου υπάρχουν μεγάλες συγκεντρώσεις ηλεκτρικών φορτίων. Δημιουργώντας κύματα με πολύ ισχυρά ηλεκτρικά πεδία μέσα σε ένα πλάσμα, μπορούμε να επιταχύνουμε σε πολύ μικρή απόσταση σωματίδια σε πολύ μεγάλες ενέργειες. Για να δημιουργήσουμε τέτοια κύματα, συνήθως χρησιμοποιούμε πολύ ισχυρούς και πολύ σύντομους παλμούς λέιζερ, με διάρκεια εκατομμυριοστά του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου και λαμπρότητα χιλιάδες ή εκατομμύρια φορές αυτή του ήλιου. Αυτή την τεχνική εξελίσσει η ομάδα επιταχυντών στο Μπέρκλεϊ, όπως και σε άλλα εργαστήρια στον κόσμο. Για να φτιαχτεί μια μέρα ένας πρακτικά χρήσιμος επιταχυντής, πρέπει να γίνουν μεγάλα βήματα σε πολλούς τομείς, χρειάζεται πολλή καινοτομία αλλά και συστηματική ανάπτυξη και εφαρμογή. Εδώ είναι που οι γνώσεις, η εμπειρία και το τεχνικό υπόβαθρο στο Μπέρκλεϊ κάνουν τη διαφορά. Οι πρόσφατες επιτυχίες τους και οι νέες ιδέες που ήδη δοκιμάζουν με κάνουν να πιστεύω ότι σε δεκαπέντε με είκοσι χρόνια θα είμαστε σε θέση να ξεκινήσουμε την κατασκευή επιταχυντή που θα μας ανοίξει καινούργιους ορίζοντες στην κατανόηση του κόσμου, με ενέργειες πολύ υψηλότερες από τις σημερινές και χωρίς δεκάδες χιλιόμετρα τούνελ και τον εξοπλισμό σημερινής τεχνολογίας που έχει τεράστιο κόστος.
Κ.Α.: Δαπανώνται, ορισμένως, σημαντικά πόσα για την έρευνα στο πεδίο σας. Παράλληλα, ενδεχομένως να υπάρχουν κάποιοι που θεωρούν πως η έρευνα σε θεωρητικό επίπεδο δεν μπορεί να έχει χειροπιαστά ή μετρήσιμα ή «χρήσιμα» αποτελέσματα. Θέλετε να μας δώσετε μία απάντηση σε αυτό το υποθετικό ερώτημα, αλλά και ορισμένα περί του αντιθέτου παραδείγματα;
Χ.Τ.: Πέρα από την αξία αυτή καθαυτή της κατανόησης του κόσμου, την απάντηση στις ερωτήσεις που από όσο ξέρουμε τέθηκαν για πρώτη φορά από φιλοσόφους της αρχαιότητας, η έρευνά μας προσφέρει στην κοινωνία και στη βελτίωση της ποιότητας ζωής μας άμεσα και σημαντικά. Η αξονική τομογραφία χρησιμοποιεί τη γ-κάμεραπου εφηύρε ο Hall Anger στο Μπέρκλεϊ το 1950, όπως εξελίχτηκε εκεί και στο CERN. Η μαγνητική τομογραφία γίνεται σε μηχανήματα που έχει το κάθε νοσοκομείο και το κάθε διαγνωστικό κέντρο χάρη στους υπεραγώγιμους μαγνήτες που ανέπτυξε το άλλοαμερικανικό εργαστήριό μας, το Fermilab, στη δεκαετία του 1980. Η τομογραφία ποζιτρονίου που ανιχνεύει καρκίνους στον εγκέφαλο και σε άλλα ευαίσθητα όργανα είναι επίσης δική μας εργαστηριακή μέθοδος από δεκαετίες — συμπτωματικά, ήταν θέμα της πτυχιακής μου στο ΑΠΘ. Ο Lawrence κάλεσε στο νεοσύστατο εργαστήριό του ήδη το 1931 τον αδελφό του που ήταν γιατρός και ξεκίνησε τη χρήση ισοτόπων για διάγνωση και θεραπεία καρκίνων. Το διαδίκτυο εφευρέθηκε στο CERN το 1990 ως εργαλείο για τις μεγάλες ερευνητικές μας κοινοπραξίες. Η οθόνη αφής εφευρέθηκε στο CERN τη δεκαετία του 1980 για τον έλεγχο των επιταχυντών. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου, που χρησιμοποιούμε σε κάθε κινητή συσκευή και στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, έχουν την καταγωγή τους στο ηλεκτροχημικό εργαστήριο του Μπέρκλεϊ από τη δεκαετία του 1950. Δηλαδή, όλες οι τεχνολογίες πίσω από το κινητό σας τηλέφωνο εφευρέθηκαν στα εργαστήριά μας. Δεν το λες και λίγο! Τα παραδείγματα είναι πολλά, αλλά θα χρειαστούμε χώρο που δεν έχουμε για να συνεχίσουμε.
Κ.Α.: Σε αντίθεση με άλλες επιστήμες, η θεωρητική φυσική, η κβαντομηχανική κ.ο.κ., έχουν τροφοδοτήσει την Επιστημονική Φαντασία με πολλά θαυμαστά έργα μυθοπλασίας, στη λογοτεχνία, στον κινηματογράφο και στα κόμικς. Τα παρακολουθείτε; Τα βρίσκετε διασκεδαστικά, ή και επιμορφωτικά; Είναι ένας τρόπος να έρθει πιο κοντά ο κόσμος στις επιστήμες;
Χ.Τ.: Είναι φυσιολογικό οι ανακαλύψεις της μοντέρνας (στις αρχές του 20ού αιώνα) φυσικής που ήταν τόσο ανατρεπτικές να κινούν τη φαντασία και να τροφοδοτούν τέχνη και συγγραφή. Σίγουρα είναι ένας καλός τρόπος γνωριμίας του κόσμου με την επιστήμη, και είναι θετικό για τους μικρότερους να ενδιαφερθούν και να ρωτήσουν ή να διαβάσουν σχετικά. Άλλωστε το «Εγώ το ρομπότ» του Ισαάκ Ασίμοφ που διάβασα μικρός τώρα είναι σχεδόν πραγματικότητα. Να μην πούμε για τα υποβρύχια και διαστημικά ταξίδια του Ιουλίου Βερν. Η εκλαΐκευση της επιστήμης και η επιστημονική φαντασία είναι εξαιρετικά χρήσιμες και οι δύο.
Κ.Α.: Για την πρώτη επέτειο της στρατιωτικής εισβολής στην Ουκρανία από τη Ρωσία, το CERN επανέλαβε την εκ μέρους του καταδίκη αυτής της παράνομης ενέργειας και εξέφρασε τη λύπη του για τα βάσανα του ουκρανικού λαού. Επιπροσθέτως, μας θύμισε ότι στέκεται κοντά στην ουκρανική κοινότητα CERN. Η Ουκρανία, σημείωσε, συνεχίζει να συνεισφέρει στο επιστημονικό πρόγραμμα του CERN. Θέλω να μας μιλήσετε γι’ αυτό, καθώς και για το πόσο κοντά στα πραγματικά προβλήματα, στην πραγματική ζωή, βρίσκονται οργανισμοί όπως το CERN.
Χ.Τ.: Το CERN πέρα από διεθνές ερευνητικό κέντρο είναι και ο πρώτος ευρωπαϊκός οργανισμός που συστέγασε Γερμανούς και Γάλλους, νικητές και νικημένους του ΒΠΠ, πριν από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα Άνθρακα και Χάλυβαπου ήταν ο πρόδρομος της ΕΟΚ και κατόπιν τής ΕΕ. Επίσης σε όλη τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου ήταν χώρος συνεργασίας με τους Σοβιετικούς ερευνητές. Η ρωσική εισβολή στην Ουκρανία ήταν ένα πολύ δύσκολο θέμα για το CERN και την κοινότητά μας. Είναι σίγουρο ότι έχουν γίνει πολλά για να στηρίξουμε τους Ουκρανούς ερευνητές, και αυτούς που έφυγαν και αυτούς που έχουν μείνει στη χώρα τους και τις οικογένειές τους. Υπάρχουν ερευνητικά ινστιτούτα στην Ουκρανία με εξαιρετικές επιστημονικές και τεχνικές βάσεις, και τα στηρίζει το CERN και όλη η κοινότητα, έστω και αν αυτό είναι συμβολικό σε κάποιες περιπτώσεις λόγω του πολέμου. Και φυσικά η εισβολή καταδικάζεται.Όσον αφορά την τελευταία ερώτηση, ένας οργανισμός καθαρά επιστημονικός όπως το CERN είναι η διοίκηση, που επιλέγεται και επιβλέπεται από τις χώρες-μέλη, και οι σημαντικές αποφάσεις παίρνονται από το Συμβούλιο όπου μετέχουν όλες οι χώρες-μέλη. Αλλά είναι και η κοινότητα, οι ερευνητές επιστήμονες και μηχανικοί και το υπόλοιπο προσωπικό του κέντρου, και οι χρήστες. Λόγω του αντικειμένου, που δεν είναι ούτε πολιτικό ούτε οικονομικό, τα δύο μέρη, διοίκηση και κοινότητα, συνυπάρχουν σε πολύ στενή σχέση, και στην καθημερινότητα τα όρια χάνονται συνήθως. Με αυτή την έννοια, ο οργανισμός είναι ενεργός στα καθημερινά και κοντά στην κοινωνία. Στην πανδημία, π.χ., το CERN συνέβαλε με διάφορους τρόπους. Ανέπτυξε αναπνευστήρες, έστησε μελέτες εξομοίωσης, έφτιαχνε μάσκες στα εργαστήριά του όπου υπήρχαν κατάλληλα μηχανήματα. Και σε περιπτώσεις φυσικών καταστροφών, και στην οργάνωση δραστηριοτήτων για τη διάδοση της επιστήμης, και στην εκπαίδευση σε χώρες με ανάγκες.
Κ.Α.: Και μιας και ο λόγος για τον πόλεμο: πόσο κινδυνεύουμε από ένα ρωσικό πλήγμα στο πυρηνικό εργοστάσιο της ΖαπορίζιαΧ.Τ.: Εάν προκληθεί ζημιά στις εγκαταστάσεις της Ζαπορίζια, τότε μπορεί όντως να έχουμε καταστροφή μεγάλης έκτασης. Δύο πράγματα με καθησυχάζουν. Πρώτον η Ελλάδα είναι αρκετά μακριά και θα επηρεαζόταν στα περισσότερα σενάρια ελάχιστα. Δεύτερο και σημαντικότερο, σε σχέση με τα γεγονότα του καλοκαιριού φαίνεται ότι η Ρώσοι σε τόσο σοβαρά θέματα έχουν σταματήσει να κάνουν τα «κουτσαβάκια». Και για τη Ζαπορίζια δεν ακούμε τρομερές καταστάσεις, και χτες άκουσα ότι ένα Σογιούζ πήγε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ας ελπίσουμε ότι αυτή η λογική προσέγγιση θα συνεχιστεί.
Κ.Α.: Μια τελευταία ερώτηση: σε τι θέση βρίσκεται η χώρα μας στον τομέα της πυρηνικής φυσικής; Και πότε θα αποκτήσει πυρηνικά εργοστάσια η χώρα μας;
Χ.Τ.: Με ευθύνη των πανεπιστημιακών, αλλά και λόγω έλλειψης εξειδικευμένων δημοσιογράφων σε θέματα επιστήμης και τεχνολογίας, στη δημόσια συζήτηση στην Ελλάδα μπερδεύουμε συχνά διαφορετικά πράγματα μεταξύ τους. Στο προκείμενο, τα πυρηνικά εργοστάσια και η πυρηνική φυσική δεν είναι υποχρεωτικό να σχετίζονται. Εάν η χώρα αποφασίσει να χρησιμοποιήσει πυρηνική ενέργεια για να απεξαρτηθεί από τα ορυκτά καύσιμα, μπορεί να αγοράσει από τη Γαλλία ή την Κίνα έναν σταθμό τον οποίο ο κατασκευαστής μπορεί να χτίσει και να εγκαταστήσει, και αν θέλουμε και να λειτουργεί για εμάς. Ή να συνεργαστούμε στα σχετικά απλά της κατασκευής και να αναλάβουμε (σταδιακά) τη λειτουργία του. Φυσικά πρέπει πρώτα να μελετηθούν τα οικονομικά, να συνυπολογιστούν τα θέματα διεθνών συσχετισμών και συμμαχιών, και αν παρθεί θετική απόφαση τότε να υπάρχει και το πολιτικό πλαίσιο που απαιτείται ώστε να γίνει. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός πυρηνικού σταθμού στην Ελλάδα είναι κατά τη γνώμη μου τελείως εκτός συζήτησης. Χρειάζεται εξειδικευμένο ανθρώπινο δυναμικό, τεχνικές υποδομές, έμπειρη βιομηχανία στις σχετικές τεχνολογίες, και μακροχρόνια κρατική επένδυση.
Κ.Α.: Κύριε καθηγητά, σας ευχαριστώ θερμά. Καλή επιτυχία και συγχαρητήρια!
Πηγή ;https://www.athensvoice.gr/life/tehnologia-epistimi/791147/hartografodas-30-ekatommuria-galaxies/?fbclid=IwAR0pc6VIu7od3pLPe1NbPQETVwdkGRmklijVvDv8LQ7b_V2LPBSikGT10YQ
tinanantsou.blogspot.gr
Ο Χρήστος Τουραμάνης είναι καθηγητής Σωματιδιακής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, και Επισκέπτης Ερευνητής στο CERN. Ακολουθούμε με ενδιαφέρον τις δημόσιες αναρτήσεις του χρόνια τώρα, οπότε μας κίνησε την περιέργεια το ταξίδι που κάνει αυτές τις ημέρες στην Αμερική για τις συνεδριάσεις μιας πολύ σημαντικής επιτροπής. Επιδιώξαμε μία μικρή συζήτηση μαζί του — τον ευχαριστούμε θερμά για τον χρόνο που μας διέθεσε. Νά τι μας είπε:
Κ.Α.: Αγαπητέ κε Τουραμάνη, είδαμε ότι επισκεφθήκατε το Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Μπέρκλεϊ (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας. Ποιος ήταν ο λόγος της επίσκεψης αυτής;
Χ.Τ.: Οι χρηματοδότες της έρευνάς μας στις ΗΠΑ, το Υπουργείο Ενέργειας (DOE) και το Εθνικό Ίδρυμα Θετικών Επιστημών (NSF), περιοδικά συγκαλούν από κοινού μια επιτροπή (P5)για τη διαμόρφωση του αμερικανικού ερευνητικού προγράμματος σωματιδιακής φυσικής για την επόμενη δεκαετία με προοπτική εικοσαετίας
Κ.Α.: Ακούγεται συναρπαστικό! Τώρα, διαβάζω ότι είναι μάλλον απίθανο να ανιχνευθεί η Σκοτεινή Ενέργειασε εργαστηριακά πειράματα. Τι θα μπορέσουμε να μάθουμε; Και τι μπορεί να είναι αυτό;
Χ.Τ.: Γνωρίζουμε ότι η ύλη που αποτελεί τους γαλαξίες, τη Γη, και εμάς αποτελεί το 4,9% του σύμπαντος, η σκοτεινή ύλη το 24,8%, και η σκοτεινή ενέργεια το 68,3%. Η κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας είναι απαραίτητη για να αποκτήσουμε ολοκληρωμένη εικόνα για τη δημιουργία και την εξέλιξη του σύμπαντος, καθώς και για να προβλέψουμε το μέλλον του και πιθανώς το τέλος του. Σημαντικά ερωτήματα για τη φύση της σκοτεινής ενέργειας είναι αν η πυκνότητά της είναι η ίδια σε όλο το σύμπαν και αν είναι σταθερή κατά την πάροδο του χρόνου. Σε αυτά ακριβώς μπορεί να δώσει απαντήσεις το πείραμα DESIκαι οι επόμενες φάσεις του. Μπορεί να μελετήσει τη βαρύτητα που υπήρχε στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, να ελέγξει την ισχύ της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, να μας δώσει ενδείξεις για κβαντική βαρύτητα, να μας πει αν υπήρχαν σωματίδια ή δυνάμεις στο αρχικό σύμπαν που ακόμα δεν γνωρίζουμε, ή κάτι που δεν έχουμε καν σκεφτεί!
Κ.Α.: Πόσοι επιστήμονες, και από πόσες χώρες, συμμετέχουν στο πείραμα; Πόσο καιρό θα διαρκέσει;
Χ.Τ.: Στο πείραμα αυτό συμμετέχουν 1.200 επιστήμονες από πολλές χώρες. Υποσυστήματα του πειράματος κατασκευάστηκαν σε διάφορες χώρες και συναρμολογήθηκαν στο Μπέρκλεϊ ή απευθείας στο τηλεσκόπιο που βρίσκεται στην Αριζόνα, εκεί όπου υπάρχουν καλές συνθήκες παρατήρησης. Το πείραμα συλλέγει δεδομένα την περίοδο 2022-27 και προτείνονται δύο επόμενες φάσεις του που πάνε ώς τα τέλη της δεκαετίας του 2030.
Κ.Α.: Διαβάζουμε πως κάποια στιγμή αφήσατε τα πράγματά σας στο γραφείο του Έρνεστ Ορλάντο Λόρενς (Ernest Orlando Lawrence, 1901-1958), του περίφημου Αμερικανού πυρηνικού φυσικού και Νομπελίστα. Θέλετε να μας μιλήσετε για αυτόν, και για το πώς αισθάνεστε που πατάτε στα χνάρια αυτών των πραγματικών γιγάντων;
Χ.Τ.: Παρά την οικειότητα με τον χώρο και τους συναδέλφους, το δέος παραμένει. Ο Λόρενς που δίδασκε στο πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ εφηύρε το 1930 το κύκλοτρο, τον πρώτο κυκλικό επιταχυντή όπου τα σωματίδια κάνουν πολλούς γύρους κερδίζοντας ενέργεια κάθε φορά, κάτι που ξεκίνησε το πειραματικό πεδίο μας. Το 1931 έφτιαξε το εργαστήριο δίπλα στο πανεπιστήμιο, και το 1939 πήρε το Νόμπελ. Ερευνητές του εργαστηρίου έχουν πάρει 16 βραβεία Νόμπελ, τα 6 μετά το 2000. Το Νόμπελ Φυσικής του 1959 μοιράστηκαν οι Σεγκρέ και Τσάμπερλεν για την ανακάλυψη του αντιπρωτονίου, όπου συμμετείχε ως διδακτορικός φοιτητής ο Τομ Υψηλάντης. Στο εργαστήριο αυτό ανακαλύφθηκαν επίσης ο γραμμικός επιταχυντής, η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14, το χημικό λέιζερ, η γ-κάμερα, το «αποτύπωμα» του Big Bang και η σκοτεινή ενέργεια. Η ιστορία είναι παντού, και έναν αιώνα σχεδόν μετά την ίδρυσή του το εργαστήριο εξακολουθεί να απασχολεί κορυφαίους επιστήμονες και να διατηρεί τη δυναμική του. Να μην ξεχνάμε ότι το πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ ιδρύθηκε το 1868 με βάση την πρόβλεψη του συντάγματος της Καλιφόρνιας για ένα πανεπιστήμιο «που θα συμβάλει ακόμα περισσότερο από τον χρυσό στη δόξα και την ευτυχία των επομένων γενεών», και έχει στην ιστορία του συνολικά 114 Νομπελίστες. Άρθρα της εποχής της ίδρυσής του έγραφαν για την «Αθήνα της Δυτικής Ακτής».
Κ.Α.: Ήρθατε επίσης σε επαφή με την ομάδα Έρευνας και Ανάπτυξης Επιταχυντών του Μπέρκλεϊ. Σημειώνατε κάπου μάλιστα: «Εξαιρετικοί άνθρωποι, ιδιοφυείς ιδέες, καταπληκτική τεχνολογία». Μιλήστε μας, αν θέλετε, για τη δουλειά τους, και το πώς συνδέεται με τον δικό σας επιταχυντή στο CERN.
Χ.Τ.: Οι επιταχυντές που χρησιμοποιούμε στα πειράματά μας είναι εξέλιξη των επιταχυντών που εφευρέθηκαν στο Μπέρκλεϊ. Επιταχύνουν τα σωματίδια «σπρώχνοντάς» τα με ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το κύμα της θάλασσας επιταχύνει έναν σέρφερ. Χρησιμοποιούν επίσης μαγνήτες για να αναγκάσουν τα σωματίδια να κινούνται πάνω σε έναν κύκλο ώστε να επιταχύνονται πολλές φορές και να πιάνουν τις ενέργειες που χρειαζόμαστε για τα πειράματά μας. Αυτό όμως απαιτεί μεγάλες διαστάσεις. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, το LHC στο CERN, έχει περίμετρο 24 χιλιομέτρων. Για την επόμενη γενιά πειραμάτων προτείνονται επιταχυντές με περίμετρο 100 χιλιομέτρων. Η κατασκευή του τούνελ και μόνο στοιχίζει δισεκατομμύρια. Ο μόνος τρόπος να ξεπεράσουμε αυτό το πρόβλημα είναι να αναπτύξουμε τεχνολογίες που να μπορούν να επιταχύνουν σωματίδια σε σημαντικά μικρότερες αποστάσεις, για να περιοριστεί το κόστος κατασκευής. Η μέθοδος που δημιουργεί μεγάλες προσδοκίες είναι η επιτάχυνση με κύματα σε πλάσμα. Πλάσμα είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης, όπου υπάρχουν μεγάλες συγκεντρώσεις ηλεκτρικών φορτίων. Δημιουργώντας κύματα με πολύ ισχυρά ηλεκτρικά πεδία μέσα σε ένα πλάσμα, μπορούμε να επιταχύνουμε σε πολύ μικρή απόσταση σωματίδια σε πολύ μεγάλες ενέργειες. Για να δημιουργήσουμε τέτοια κύματα, συνήθως χρησιμοποιούμε πολύ ισχυρούς και πολύ σύντομους παλμούς λέιζερ, με διάρκεια εκατομμυριοστά του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου και λαμπρότητα χιλιάδες ή εκατομμύρια φορές αυτή του ήλιου. Αυτή την τεχνική εξελίσσει η ομάδα επιταχυντών στο Μπέρκλεϊ, όπως και σε άλλα εργαστήρια στον κόσμο. Για να φτιαχτεί μια μέρα ένας πρακτικά χρήσιμος επιταχυντής, πρέπει να γίνουν μεγάλα βήματα σε πολλούς τομείς, χρειάζεται πολλή καινοτομία αλλά και συστηματική ανάπτυξη και εφαρμογή. Εδώ είναι που οι γνώσεις, η εμπειρία και το τεχνικό υπόβαθρο στο Μπέρκλεϊ κάνουν τη διαφορά. Οι πρόσφατες επιτυχίες τους και οι νέες ιδέες που ήδη δοκιμάζουν με κάνουν να πιστεύω ότι σε δεκαπέντε με είκοσι χρόνια θα είμαστε σε θέση να ξεκινήσουμε την κατασκευή επιταχυντή που θα μας ανοίξει καινούργιους ορίζοντες στην κατανόηση του κόσμου, με ενέργειες πολύ υψηλότερες από τις σημερινές και χωρίς δεκάδες χιλιόμετρα τούνελ και τον εξοπλισμό σημερινής τεχνολογίας που έχει τεράστιο κόστος.
Κ.Α.: Δαπανώνται, ορισμένως, σημαντικά πόσα για την έρευνα στο πεδίο σας. Παράλληλα, ενδεχομένως να υπάρχουν κάποιοι που θεωρούν πως η έρευνα σε θεωρητικό επίπεδο δεν μπορεί να έχει χειροπιαστά ή μετρήσιμα ή «χρήσιμα» αποτελέσματα. Θέλετε να μας δώσετε μία απάντηση σε αυτό το υποθετικό ερώτημα, αλλά και ορισμένα περί του αντιθέτου παραδείγματα;
Χ.Τ.: Πέρα από την αξία αυτή καθαυτή της κατανόησης του κόσμου, την απάντηση στις ερωτήσεις που από όσο ξέρουμε τέθηκαν για πρώτη φορά από φιλοσόφους της αρχαιότητας, η έρευνά μας προσφέρει στην κοινωνία και στη βελτίωση της ποιότητας ζωής μας άμεσα και σημαντικά. Η αξονική τομογραφία χρησιμοποιεί τη γ-κάμεραπου εφηύρε ο Hall Anger στο Μπέρκλεϊ το 1950, όπως εξελίχτηκε εκεί και στο CERN. Η μαγνητική τομογραφία γίνεται σε μηχανήματα που έχει το κάθε νοσοκομείο και το κάθε διαγνωστικό κέντρο χάρη στους υπεραγώγιμους μαγνήτες που ανέπτυξε το άλλοαμερικανικό εργαστήριό μας, το Fermilab, στη δεκαετία του 1980. Η τομογραφία ποζιτρονίου που ανιχνεύει καρκίνους στον εγκέφαλο και σε άλλα ευαίσθητα όργανα είναι επίσης δική μας εργαστηριακή μέθοδος από δεκαετίες — συμπτωματικά, ήταν θέμα της πτυχιακής μου στο ΑΠΘ. Ο Lawrence κάλεσε στο νεοσύστατο εργαστήριό του ήδη το 1931 τον αδελφό του που ήταν γιατρός και ξεκίνησε τη χρήση ισοτόπων για διάγνωση και θεραπεία καρκίνων. Το διαδίκτυο εφευρέθηκε στο CERN το 1990 ως εργαλείο για τις μεγάλες ερευνητικές μας κοινοπραξίες. Η οθόνη αφής εφευρέθηκε στο CERN τη δεκαετία του 1980 για τον έλεγχο των επιταχυντών. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου, που χρησιμοποιούμε σε κάθε κινητή συσκευή και στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, έχουν την καταγωγή τους στο ηλεκτροχημικό εργαστήριο του Μπέρκλεϊ από τη δεκαετία του 1950. Δηλαδή, όλες οι τεχνολογίες πίσω από το κινητό σας τηλέφωνο εφευρέθηκαν στα εργαστήριά μας. Δεν το λες και λίγο! Τα παραδείγματα είναι πολλά, αλλά θα χρειαστούμε χώρο που δεν έχουμε για να συνεχίσουμε.
Κ.Α.: Σε αντίθεση με άλλες επιστήμες, η θεωρητική φυσική, η κβαντομηχανική κ.ο.κ., έχουν τροφοδοτήσει την Επιστημονική Φαντασία με πολλά θαυμαστά έργα μυθοπλασίας, στη λογοτεχνία, στον κινηματογράφο και στα κόμικς. Τα παρακολουθείτε; Τα βρίσκετε διασκεδαστικά, ή και επιμορφωτικά; Είναι ένας τρόπος να έρθει πιο κοντά ο κόσμος στις επιστήμες;
Χ.Τ.: Είναι φυσιολογικό οι ανακαλύψεις της μοντέρνας (στις αρχές του 20ού αιώνα) φυσικής που ήταν τόσο ανατρεπτικές να κινούν τη φαντασία και να τροφοδοτούν τέχνη και συγγραφή. Σίγουρα είναι ένας καλός τρόπος γνωριμίας του κόσμου με την επιστήμη, και είναι θετικό για τους μικρότερους να ενδιαφερθούν και να ρωτήσουν ή να διαβάσουν σχετικά. Άλλωστε το «Εγώ το ρομπότ» του Ισαάκ Ασίμοφ που διάβασα μικρός τώρα είναι σχεδόν πραγματικότητα. Να μην πούμε για τα υποβρύχια και διαστημικά ταξίδια του Ιουλίου Βερν. Η εκλαΐκευση της επιστήμης και η επιστημονική φαντασία είναι εξαιρετικά χρήσιμες και οι δύο.
Κ.Α.: Για την πρώτη επέτειο της στρατιωτικής εισβολής στην Ουκρανία από τη Ρωσία, το CERN επανέλαβε την εκ μέρους του καταδίκη αυτής της παράνομης ενέργειας και εξέφρασε τη λύπη του για τα βάσανα του ουκρανικού λαού. Επιπροσθέτως, μας θύμισε ότι στέκεται κοντά στην ουκρανική κοινότητα CERN. Η Ουκρανία, σημείωσε, συνεχίζει να συνεισφέρει στο επιστημονικό πρόγραμμα του CERN. Θέλω να μας μιλήσετε γι’ αυτό, καθώς και για το πόσο κοντά στα πραγματικά προβλήματα, στην πραγματική ζωή, βρίσκονται οργανισμοί όπως το CERN.
Χ.Τ.: Το CERN πέρα από διεθνές ερευνητικό κέντρο είναι και ο πρώτος ευρωπαϊκός οργανισμός που συστέγασε Γερμανούς και Γάλλους, νικητές και νικημένους του ΒΠΠ, πριν από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα Άνθρακα και Χάλυβαπου ήταν ο πρόδρομος της ΕΟΚ και κατόπιν τής ΕΕ. Επίσης σε όλη τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου ήταν χώρος συνεργασίας με τους Σοβιετικούς ερευνητές. Η ρωσική εισβολή στην Ουκρανία ήταν ένα πολύ δύσκολο θέμα για το CERN και την κοινότητά μας. Είναι σίγουρο ότι έχουν γίνει πολλά για να στηρίξουμε τους Ουκρανούς ερευνητές, και αυτούς που έφυγαν και αυτούς που έχουν μείνει στη χώρα τους και τις οικογένειές τους. Υπάρχουν ερευνητικά ινστιτούτα στην Ουκρανία με εξαιρετικές επιστημονικές και τεχνικές βάσεις, και τα στηρίζει το CERN και όλη η κοινότητα, έστω και αν αυτό είναι συμβολικό σε κάποιες περιπτώσεις λόγω του πολέμου. Και φυσικά η εισβολή καταδικάζεται.Όσον αφορά την τελευταία ερώτηση, ένας οργανισμός καθαρά επιστημονικός όπως το CERN είναι η διοίκηση, που επιλέγεται και επιβλέπεται από τις χώρες-μέλη, και οι σημαντικές αποφάσεις παίρνονται από το Συμβούλιο όπου μετέχουν όλες οι χώρες-μέλη. Αλλά είναι και η κοινότητα, οι ερευνητές επιστήμονες και μηχανικοί και το υπόλοιπο προσωπικό του κέντρου, και οι χρήστες. Λόγω του αντικειμένου, που δεν είναι ούτε πολιτικό ούτε οικονομικό, τα δύο μέρη, διοίκηση και κοινότητα, συνυπάρχουν σε πολύ στενή σχέση, και στην καθημερινότητα τα όρια χάνονται συνήθως. Με αυτή την έννοια, ο οργανισμός είναι ενεργός στα καθημερινά και κοντά στην κοινωνία. Στην πανδημία, π.χ., το CERN συνέβαλε με διάφορους τρόπους. Ανέπτυξε αναπνευστήρες, έστησε μελέτες εξομοίωσης, έφτιαχνε μάσκες στα εργαστήριά του όπου υπήρχαν κατάλληλα μηχανήματα. Και σε περιπτώσεις φυσικών καταστροφών, και στην οργάνωση δραστηριοτήτων για τη διάδοση της επιστήμης, και στην εκπαίδευση σε χώρες με ανάγκες.
Κ.Α.: Και μιας και ο λόγος για τον πόλεμο: πόσο κινδυνεύουμε από ένα ρωσικό πλήγμα στο πυρηνικό εργοστάσιο της ΖαπορίζιαΧ.Τ.: Εάν προκληθεί ζημιά στις εγκαταστάσεις της Ζαπορίζια, τότε μπορεί όντως να έχουμε καταστροφή μεγάλης έκτασης. Δύο πράγματα με καθησυχάζουν. Πρώτον η Ελλάδα είναι αρκετά μακριά και θα επηρεαζόταν στα περισσότερα σενάρια ελάχιστα. Δεύτερο και σημαντικότερο, σε σχέση με τα γεγονότα του καλοκαιριού φαίνεται ότι η Ρώσοι σε τόσο σοβαρά θέματα έχουν σταματήσει να κάνουν τα «κουτσαβάκια». Και για τη Ζαπορίζια δεν ακούμε τρομερές καταστάσεις, και χτες άκουσα ότι ένα Σογιούζ πήγε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ας ελπίσουμε ότι αυτή η λογική προσέγγιση θα συνεχιστεί.
Κ.Α.: Μια τελευταία ερώτηση: σε τι θέση βρίσκεται η χώρα μας στον τομέα της πυρηνικής φυσικής; Και πότε θα αποκτήσει πυρηνικά εργοστάσια η χώρα μας;
Χ.Τ.: Με ευθύνη των πανεπιστημιακών, αλλά και λόγω έλλειψης εξειδικευμένων δημοσιογράφων σε θέματα επιστήμης και τεχνολογίας, στη δημόσια συζήτηση στην Ελλάδα μπερδεύουμε συχνά διαφορετικά πράγματα μεταξύ τους. Στο προκείμενο, τα πυρηνικά εργοστάσια και η πυρηνική φυσική δεν είναι υποχρεωτικό να σχετίζονται. Εάν η χώρα αποφασίσει να χρησιμοποιήσει πυρηνική ενέργεια για να απεξαρτηθεί από τα ορυκτά καύσιμα, μπορεί να αγοράσει από τη Γαλλία ή την Κίνα έναν σταθμό τον οποίο ο κατασκευαστής μπορεί να χτίσει και να εγκαταστήσει, και αν θέλουμε και να λειτουργεί για εμάς. Ή να συνεργαστούμε στα σχετικά απλά της κατασκευής και να αναλάβουμε (σταδιακά) τη λειτουργία του. Φυσικά πρέπει πρώτα να μελετηθούν τα οικονομικά, να συνυπολογιστούν τα θέματα διεθνών συσχετισμών και συμμαχιών, και αν παρθεί θετική απόφαση τότε να υπάρχει και το πολιτικό πλαίσιο που απαιτείται ώστε να γίνει. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός πυρηνικού σταθμού στην Ελλάδα είναι κατά τη γνώμη μου τελείως εκτός συζήτησης. Χρειάζεται εξειδικευμένο ανθρώπινο δυναμικό, τεχνικές υποδομές, έμπειρη βιομηχανία στις σχετικές τεχνολογίες, και μακροχρόνια κρατική επένδυση.
Κ.Α.: Κύριε καθηγητά, σας ευχαριστώ θερμά. Καλή επιτυχία και συγχαρητήρια!
Πηγή ;https://www.athensvoice.gr/life/tehnologia-epistimi/791147/hartografodas-30-ekatommuria-galaxies/?fbclid=IwAR0pc6VIu7od3pLPe1NbPQETVwdkGRmklijVvDv8LQ7b_V2LPBSikGT10YQ
tinanantsou.blogspot.gr
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
