Επιστροφή στο μέλλον για την φυσική των σωματιδίων

Όταν πριν από μερικές ημέρες ανακοινώθηκαν τα ονόματα των 5 νέων φυσικών που τιμήθηκαν με το βραβείο θεμελιώδους φυσικής «New Horizons» , ο θεωρητικός φυσικός Σάββας Δημόπουλος, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, αισθάνθηκε πολύ υπερήφανος.
Οι τρεις από τους πέντε βραβευθέντες, οι Ασημίνα Αρβανιτάκη, Peter Graham και Surjeet Rajendran, υπήρξαν πρώην μαθητές του!!!

prizes

New Horizons Prize 2017

Ο ίδιος ο Σάββας Δημόπουλος τιμήθηκε πριν από 10 χρόνια με το βραβείο J.J. Sakurai για την τεράστια συνεισφορά του στην σύγχρονη θεωρητική φυσική (υπερσυμμετρία και υπερσυμμετρικό καθιερωμένο πρότυπο, δυναμικό σπάσιμο συμμετρίας, επιπλέον χωρικές διαστάσεις κ.λπ.), η οποία διαμόρφωσε την θεωρητική έρευνα στην κλίμακα των TeV και ενέπνευσε ένα μεγάλο εύρος πειραμάτων.

Ο Σάββας Δημόπουλος σε χθεσινό άρθρο του στο Scientific American, αναφέρεται στην βράβευση των μαθητών του, αλλά και στην κατεύθυνση που πρέπει να ακολουθήσουν οι φυσικοί των στοιχειωδών σωματιδίων στα επόμενα χρόνια.

Αναγνωρίζει ότι οι γιγαντιαίοι επιταχυντές πραγματοποίησαν εξαιρετικές ανακαλύψεις στις τελευταίες δεκαετίες. Χάρη σ’ αυτούς οι φυσικοί οδηγήθηκαν στο Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, μια εντυπωσιακά επιτυχημένη θεωρία, η οποία εξηγεί σχεδόν όλα όσα παρατηρούμε χρησιμοποιώντας μερικές σταθερές, έναν μικρό αριθμό στοιχειωδών σωματιδίων και πολύ λιγότερες δυνάμεις που περιγράφουν τις αλληλεπιδράσεις τους.

Αν δεν υπάρξουν καινούργια ευρήματα από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) την επόμενη τριετία, τότε θα ενισχυθεί η πιθανότητα να ισχύει η θεωρία των πολλαπλών συμπάντων και της ανθρωπικής αρχής. Με βάση τη συγκεκριμένη θεωρία, το σύμπαν μας αποτελεί μία από τις δισεκατομμύρια διαφορετικές παραλλαγές από σύμπαντα, ενώ ορισμένα από τα «μυστήριά» του εξηγούνται από το γεγονός ότι οι παράμετροι των νόμων που το διέπουν απλώς έτυχε να είναι συμβατές με τη δημιουργία ζωής – αφού αλλιώς δεν θα υπήρχαμε για να το παρατηρούμε.

Σύμφωνα με τον Σάββα Δημόπουλο, η σύγχρονη φυσική των σωματιδίων υπήρξε ένας θρίαμβος των καλύτερων χαρακτηριστικών της ανθρωπότητας: της δημιουργικότητας, της περιέργειας και της συνεργασίας. Αποκορύφωμά της είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN, το πολυπλοκότερο πείραμα στην ιστορία της ανθρωπότητας. Ένα πείραμα που κόστισε δισεκατομμύρια δολάρια και στο οποίο συμμετέχουν χιλιάδες άνθρωποι.
Η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs στον LHC – ένα σωματίδιο που προβλέφθηκε από τη θεωρία μισό αιώνα νωρίτερα – υπήρξε ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά επιτεύγματα όλων των εποχών.
Δυστυχώς όμως υπάρχει ένα πρόβλημα.
Ο LHC έχει φτάσει στο όριο της ενέργειάς του, και θα χρειαστούν 30 χρόνια για να κατασκευαστεί ο επόμενος μεγάλος επιταχυντής. Αυτός ο αριθμός είναι συντηρητικός δεδομένων των τεράστιων δυσκολιών και του κόστους που υπεισέρχονται.
Συμβαίνει επίσης αυτό το χρονικό διάστημα να είναι και η μέση χρονική διάρκεια μιας επιστημονικής σταδιοδρομίας.

Διαβάστε σχετικά: Οι διάδοχοι του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC)

Ο Σάββας Δημόπουλος αναρωτιέται, αν μπορούμε στ’ αλήθεια να αφήσουμε μια ολόκληρη γενιά νέων μυαλών να μείνει στο περιθώριο περιμένοντας να κατασκευαστεί το επόμενο πείραμα;
Θεωρεί λοιπόν, ότι στα επόμενα δέκα χρόνια οι φυσικοί των σωματιδίων θα πρέπει να σκεφτούν και να σχεδιάσουν το  μέλλον τους. Τον τρόπο με τον οποίο θα απαντήσουν στα άλυτα μέχρι τώρα προβλήματα:
Ποια είναι η φύση της σκοτεινής ύλης; Από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν μας και πως λειτουργεί; Γιατί το σύμπαν μας είναι τόσο μεγάλο; Γιατί η βαρύτητα είναι τόσο ασθενής; Έτσι κι αλλιώς η φυσική απέχει ακόμα πολύ από το τέλος της.

Προτείνει λοιπόν να κοιτάξουμε στο παρελθόν για να βρούμε τις απαντήσεις. Στις αρχές της δεκαετίας του 1930 όταν οι John Cockroft και Ernest Walton κατασκεύασαν τον πρώτο επιταχυντή και ο Ernest Lawrence το πρώτο κύκλοτρο, σε συνδυασμό με τις θεωρητικές εμπνεύσεις, τις τεχνολογικές προόδους και τις μηχανικές κατασκευές, προέκυψε χιονοστιβάδα νέων ανακαλύψεων αλλάζοντας εντελώς το τοπίο της φυσικής του 20ου αιώνα.

Η εποχή των επιταχυντών ήταν απόλυτα επιτυχής και σύμφωνα με τον Σάββα Δημόπουλο θα ξαναγίνει πάλι, αλλά εν τω μεταξύ θα πρέπει να επιστρέψουμε στις ρίζες μας. Κατά τα τελευταία 40 χρόνια, αναπτύχθηκαν πολλές σημαντικές θεωρητικές ιδέες, αλλά δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί πειραματικά, όχι γιατί δεν αξίζουν, αλλά επειδή έχουμε επικεντρωθεί στα πειράματα υψηλών ενεργειών. Αυτές οι ιδέες υποστηρίζουν την ύπαρξη επιπλέον χωρικών διαστάσεων, νέων δυνάμεων στη φύση και νέων θεμελιωδών συστατικών της ύλης. Είναι ιδέες μεγάλης σημασίας που δεν μπορούν να ελεγχθούν με την απλή μετάβαση σε υψηλές και υψηλότερες ενέργειες.

Έτσι, ενώ έχουμε επικεντρωθεί στους θηριώδεις επιταχυντές σωματιδίων, η σύγχρονη τεχνολογία έχει ανοίξει νέους ορίζοντες, προαναγγέλλοντας την εποχή της σωματιδιακής φυσικής υψηλής ακρίβειας.
Οι τεχνολογίες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρά, αλλά με μεγάλη ακρίβεια πειράματα που μπορούν να ερευνήσουν ένα ευρύ φάσμα νέων φαινομένων. Αυτά τα πειράματα μπορούν να χωρέσουν πάνω σε ένα τραπέζι, απαιτούν 10 άτομα αντί για 10.000, και το κόστος τους είναι μερικά εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια, αντί των δισεκατομμυρίων που απαιτούνται για έναν Supercollider όπως ο LHC. Είμαστε στα πρόθυρα μιας αναγέννησης των επιτραπέζιων πειραμάτων σωματιδιακής φυσικής – σε μια σωματιδιακή φυσική χωρίς επιταχυντές.

Ο Σάββας Δημόπουλος ως ένας θεωρητικός που περίμενε δεκαετίες για να ελεγχθεί η δουλειά του στον LHC, θεωρεί ότι οι τρείς βραβευθέντες νέοι επιστήμονες – πρώην μαθητές του – θα βοηθήσουν ώστε να αποφύγουμε μια «χαμένη γενιά» στη σωματιδιακή φυσική.
Κι αν αυτό επιτευχθεί, τότε στις επόμενες δεκαετίες η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων θα βιώσει συναρπαστικές στιγμές.

Διαβάστε το άρθρο του Σάββα Δημόπουλου με τίτλο «It’s Time for Particle Physics to go Back to the Future» στο περιοδικό Scientific American

Δείτε τις διαφάνειες από την διάλεξη του Σάββα Δημόπουλου στο πανεπιστήμιο Αθηνών, με τίτλο: "Μεγάλες απαντήσεις από μικρά πειράματα"

Δείτε επίσης τις διαφάνειες από παλαιότερη διάλεξη του Σάββα Δημόπουλου στο πανεπιστήμιο Αθηνών, με τίτλο: «Μεγάλες απαντήσεις από μικρά πειράματα «



Κατηγορίες:ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: