Στις 10.40 το πρωί της 3ης Ιουνίου, ώρα Γενεύης, μια δέσμη πρωτονίων ξεκίνησε ξανά, για πρώτη φορά μετά από σχεδόν 27 μήνες, το ξεχωριστό ταξίδι της στον δακτύλιο του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN, περιμέτρου 28 χιλιομέτρων, στα δεκάδες μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης. Στις 12.27 το μεσημέρι την ακολούθησε μια δεύτερη δέσμη από αντίθετη κατεύθυνση, διαμορφώνοντας τις προϋποθέσεις για εντυπωσιακές …συγκρούσεις υποατομικών σωματιδίων, που δεν αποκλείεται να προκαλέσουν εντυπωσιακές ανακαλύψεις και αποκαλύψεις στα επόμενα χρόνια.
Ενέργεια ρεκόρ
Κάπως έτσι ξεκίνησε η επαναλειτουργία του LHC, έπειτα από δύο χρόνια εντατικής συντήρησης και αναβάθμισης, που ακολούθησαν την ολοκλήρωση του πρώτου κύκλου λειτουργίας του. Ο δεύτερος αυτός κύκλος θα διαρκέσει τρία χρόνια. Μάλιστα, αυτή τη φορά οι συγκρούσεις υποατομικών σωματιδίων πραγματοποιούνται στην ενέργεια ρεκόρ των 13 TeV (τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ), σχεδόν διπλασιάζοντας την αντίστοιχη του πρώτου κύκλου λειτουργίας του ( 4 TeV ανά δέσμη το 2012)! Αυτό το ανώτερο όριο ενέργειας (που δυνητικά θα μπορούσε να φθάσει και στο μέγιστο των 14 TeV) ελπίζεται ότι θα επιτρέψει στους επιστήμονες να κατακτήσουν νέα πεδία γνώσης και μια βαθύτερη κατανόηση των βασικών δομών της ύλης.
Θέλω να δω το πρώτο φως στο σκοτεινό σύμπαν
“Το να λειτουργούμε τους επιταχυντές προς όφελος της κοινότητας της Φυσικής είναι ο λόγος ύπαρξης του CERN” είπε ο γενικός διευθυντής του οργανισμού Ρολφ Χόγιερ κι έκανε λόγο για «την αρχή μιας νέας εποχής στη Φυσική». Ο ίδιος περιέγραψε στους παρευρισκόμενους το όνειρό του να βρει από τι αποτελείται το σύμπαν, το 95% του οποίου παραμένει terra incognita. «Θέλω να δω στο πρώτο φως στο σκοτεινό σύμπαν» είπε χαρακτηριστικά, κάνοντας μνεία στη σκοτεινή ύλη και στην ακόμη πιο μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια, που αποτελούν το 27% και το 68% του σύμπαντος αντίστοιχα. Οι προσδοκίες μπορεί να είναι υψηλές αλλά δεν είναι ανεδαφικές αν σκεφτεί κάποιος ότι στον πρώτο κύκλο της λειτουργίας του επιταχυντή ήρθε στο φως το μποζόνιο Χιγκς, που το …μάρκετινγκ πολύ πετυχημένα βάφτισε “σωματίδιο του Θεού”.
Ποιες εργασίες έγιναν σε δύο χρόνια
Στα δύο χρόνια αδράνειας του LHC έγινε εντυπωσιακή δουλειά: μεταξύ άλλων, τοποθετήθηκαν νέοι μαγνήτες στον επιταχυντή, ενώ αντικαταστάθηκαν λόγω φθοράς 18 από τα 1.232 υπεραγώγιμα μαγνητικά δίπολα. Επιπρόσθετα, οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες του LHC απέκτησαν ένα βελτιωμένο σύστημα προστασίας σε περίπτωση απόσβεσης (απότομης διακοπής). Σε ανακοίνωσή του, ο CERN χαρακτηρίζει ώς “ηράκλειο έργο” τη διακοπή της λειτουργίας του Επιταχυντή. Μεταξύ άλλων σταθεροποιήθηκαν εκ νέου περίπου 10.000 ηλεκτρικές διασυνδέσεις,ενώ συστήματα κρυογονικής, κενού και ηλεκτρονικών ενισχύθηκαν και αναβαθμίστηκαν. Παράλληλα, οι δέσμες πρωτονίων θα παράγουν πλέον περισσότερες και πιο τακτικές συγκρούσεις, με τον χρόνο που τις χωρίζει να μειώνεται περαιτέρω, από τα 50 νανοδευτερόλεπτα στα 25.
Υπενθυμίζεται ότι οι συγκρουόμενες από αντίθετες κατευθύνσεις δέσμες αποτελούνται από ομάδες πρωτονίων που κινούνται, με τη βοήθεια ισχυρών υπεραγώγιμων μαγνητών, σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, στο εσωτερικό ενός δακτυλίου περιμέτρου 27 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Λίγα λόγια για τον LHC
Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος και πιο ισχυρός επιταχυντής αδρονίων στον κόσμο. Ξεκίνησε να λειτουργεί τον Σεπτέμβριο του 2008, σε σήραγγα που βρίσκεται σε βάθος περίπου 100 μέτρων, στην περιοχή της Γενεύης. Οι μαγνήτες του ψύχονται ώστε να φτάσουν σε θερμοκρασία -271,3 βαθμών Κελσίου χαμηλότερη από αυτή του εξώτερου διαστήματος. Για αυτό και μεγάλο μέρος του επιταχυντή συνδέεται με ένα σύστημα διανομής υγρού ήλιου, που ψύχει τους μαγνήτες. Τα δε σωματίδια είναι τόσο μικρά, που για να προκληθεί η σύγκρουσή τους χρειάζεται τόση ακρίβεια, όση θα ήταν απαραίτητη για να συγκρουστούν ακριβώς στη μέση μιας απόστασης 10 χιλιομέτρων δύο βελόνες που θα εκτιναχθούν από τα δύο άκρα της!
Ο LCH, στον πρώτο κύκλο λειτουργίας του, αποθήκευε σε κάθε δέσμη του 360 MJ: 2808 δεσμίδες• 1,15•1011πρωτόνια •7 TeV=362 MJ. Αυτή η ενέργεια μπορεί να συγκριθεί με την:
Κινητική ενέργεια ενός μικρού πλοίου 10 000 τόνων που κινείται με ταχύτητα 30 km/h ή 450 αυτοκινήτων 2 τόνων που κινούνται με ταχύτητα 100 km/h.
Χημική ενέργεια 80 kg TNT ή 70 kg σοκολάτας (υπολογίζοντας τις θερμίδες). Βέβαια, η ενέργεια της σοκολάτας απελευθερώνεται πολύ πιο αργά από την αντίστοιχη της TNT.
Θερμική ενέργεια που απαιτείται για την τήξη 500 kg χαλκού.
