ΕΦAPΜΟΖΟΝΤΑΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ ~ η ύλη σε ένα πείραμα 3 σε 1

πως οι εφαρμογές της επιστήμης & της τεχνολογίας επιδρούν στην κοινωνία του σήμερα

από in Σε πλήρη εξέλιξη το σημαντικότερο πείραμα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

H θέση του AMS σημειώνεται με τον κόκκινο κύκλο

To σημαντικότερο και ακριβότερο επιστημονικό πείραμα που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ στο Διάστημα, το Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο ή AMS, έχει καταγράψει στον ένα χρόνο λειτουργίας του 18 δισεκατομμύρια προσκρούσεις κοσμικών ακτίνων, ανακοίνωσαν οι υπεύθυνοί του στο CERN. Εγκατεστημένο στο εξωτερικό του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, το γιγάντιο όργανο καταγράφει φαινόμενα υψηλότερης ενέργειας από ό,τι ο LHC σε μια προσπάθεια να ανακαλύψει νέες, εξωτικές μορφές ύλης.

Στην καρδιά του μηχανήματος των 2 δισεκατομμυρίων δολαρίων είναι ένας μαγνήτης, ο οποίος διοχετεύει σε μια σειρά από ανιχνευτές τα σωματίδια που καταφθάνουν από το Διάστημα με ακραίες ταχύτητες. Δεδομένα για τα ηλεκτρικά φορτία, τα επίπεδα ενέργειας και άλλες παραμέτρους των εισερχόμενων σωματιδίων συλλέγονται 25.000 φορές το δευτερόλεπτο και μεταδίδονται στο Κέντρο Ελέγχου της NASA στο Χιούστον, από όπου διαβιβάζονται στο CERN για ανάλυση.

Τα εισερχόμενα σωματίδια έχουν ενέργεια έως και 9 TeV (τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ), πολύ υψηλότερη από την ενέργεια των πρωτονίων που συγκρούονται στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.

Ο νομπελίστας Σάμιουελ Τινγκ, σήμερα καθηγητής στο ΜΙT, παραδέχτηκε ότι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση του πειράματος ήταν πιο δύσκολη από ό,τι είχε φανταστεί: «Δεδομένων των δυσκολιών που συνάντησα, έχω πει στους συνεργάτες μου ότι είναι απίθανο να βρεθούν άνθρωποι αρκετά ανόητοι ώστε να επαναλάβουν αυτό το πείραμα στα επόμενα 40 με 50 χρόνια» δήλωσε.

Ο AMS έχει αναλάβει να μελετήσει τρεις μυστηριώδεις μορφές ύλης που δεν απαντώνται στη Γη, την αντιύλη, τη σκοτεινή ύλη και τα «παραδοξόνια».

Αντιύλη

H θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης προβλέπει ότι, τη στιγμή της δημιουργίας του, το Σύμπαν περιείχε ύλη και αντιύλη σε ίσες ποσότητες. Περιέργως, όμως, ό,τι βλέπουμε στο Διάστημα αποτελείται αποκλειστικά από κανονική ύλη, και κανείς μέχρι σήμερα δεν έχει εξηγήσει ικανοποιητικά πού οφείλεται αυτή η «ασυμμετρία» ύλης-αντιύλης.

Ο AMS επιχειρεί να ανιχνεύσει την αντιύλη καταγράφοντας τις ακτίνες υψηλής ενέργειας που θα παρήγαγαν σωματίδια αντιύλης όταν έρχονται σε επαφή με σωματίδια ύλης και αλληλοεξουδετερώνονται μέσα σε μια λάμψη ενέργειας.

«Η παρατήρηση έστω και ενός πυρήνα αντι-ήλιου θα παρείχε ενδείξεις για την παρουσία μεγάλων ποσοτήτων αντιύλης κάπου στο Σύμπαν» αναφέρει το CERN σε ανακοίνωσή του.

Σκοτεινή ύλη

Ό,τι βλέπουμε στο διάστημα, από τους πλανήτες μέχρι τους γαλαξίες, δεν αντιστοιχεί παρά μόνο στο 16% της ύλης στο Σύμπαν. Το υπόλοιπο 86% αντιστοιχεί στη λεγόμενη σκοτεινή ύλη, της οποίας η ύπαρξη γίνεται αντιληπτή λόγω της βαρυτικής της επίδρασης στους γαλαξίες. Είναι όμως εξ ορισμού αόρατη, αφού δεν εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν διαθλά το φως.

Ένα από τα σωματίδια από τα οποία θα μπορούσε να αποτελείται η σκοτεινή ύλη είναι το ουδετερίνο (neutralino), του οποίου όμως η ύπαρξη δεν έχει επιβεβαιωθεί. Αν τα ουδετερίνα όντως υπάρχουν, οι φυσικοί προβλέπουν ότι οι μεταξύ τους συγκρούσεις παράγουν σωματίδια που θα μπορούσε να καταγράψει ο AMS.

Παραδοξόνια

Τον περασμένο αιώνα οι φυσικοί επιβεβαίωσαν την ύπαρξη έξι ειδών κουάρκ (up, down, strange, charm, bottom, top), θεμελιωδών σωματιδίων από τα οποία αποτελείται η ύλη. Το περίεργο είναι ότι όλη η ύλη που βλέπουμε στη Γη (τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα των ατόμων) αποτελείται μόνο από δύο είδη κουάρκ, τα up και τα down. 

Ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα της σύγχρονης θεωρητικής φυσικής είναι το εάν υπάρχει μια διαφορετική μορφή ύλης, σωματίδια που ονομάστηκαν παραδοξόνια (strangelets) και αποτελούνται από τρία κουάρκ -up, down και strange.

Τα σωματίδια αυτά, που θα είχαν εξαιρετικά μεγάλη μάζα αλλά μικρό φορτίο, θα μπορούσαν να καταγραφούν από τον AMS και να αποκαλύψουν την ύπαρξη μιας εντελώς νέας μορφής ύλης.

Ο AMS προβλέπεται ότι θα παραμείνει σε λειτουργία στον ISS για τουλάχιστον μια δεκαετία. Προκειμένου να διαχειριστούν τον τεράστιο όγκο δεδομένων που παράγει ο ανιχνευτής, οι ερευνητές εγκαινίασαν πρόσφατα ένα δεύτερο κέντρο ανάλυσης στην Ταϊπέι της Ταϊβάν.

Θα έλεγε κανείς πως τα παραπάνω προέρχονται από μία εγκυκλοπαίδεια επιστήμης, όμως είμαστε αναγκασμένοι να δεχτούμε πως δεν είναι παρά στοιχεία που ερευνεί ένα και μόνο πείραμα! Τα δεδομένα που στέλνονται πίσω στους επιστήμονες από αυτό το θηρίο ανάλυσης είναι ως επί το πλείστον άχρηστα. Φανταστείτε πως παρά το ευρύ φάσμα αναζητήσεων δεν έχουμε ακόμα καμία εξέλιξη, καμία ανακοίνωση, καμία εξέλιξη.

Οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες είναι σίγουροι πως το σύμπαν είναι γεμάτο από ύλη και αντιύλη, ίσως όχι ισόποσα αλλά σίγουρα σε μεγάλη ποσότητα. Με τον ήλιο σχεδόν δίπλα μας και τις ηλιακές καταιγίδες ένα συχνό φαινόμενο, οι παρατηρήσεις συνεχίζουν να υστερούν στην απόδειξη της αντιύλης από την οποία βασίζεται και η κοσμοθεωρία της "Μεγάλης Έκρηξης". Μπορεί στο τετράδιο οι εξισώσεις να βγαίνουν, όμως η φύση πολλές φορές διαψεύδει και δανειζόμενος την θεωρία της επιστήμης, γιατί να πιστέψω σε κάτι που δεν έχω δει ποτέ μου; Σε κάτι που δεν έχω απόδειξη πως υπάρχει κι όμως έχω δαπανήσει ασύλληπτα ποσά για να το εντοπίσω επειδή κάποιες εξισώσεις μου ψιθύρισαν πως υπάρχει.

Κάπως έτσι κινούνται και οι άλλες δύο μορφές ύλης που έρευνα το πείραμα. Βλέπετε η Σκοτεινή Ύλη είναι σχεδόν αποδεδειγμένο υπάρχει, όμως ποιος την έχει δει; Παράλληλα τα Παραδοξόνια μαρτυρούν πως μπορεί η Γη να είναι ένας πλούσιος πλανήτης ωστόσο δεν εμφανίζεται παρά μόνο ένα κομμάτι όσων υπάρχουν στην συμπαντική φύση σε αυτήν.

Ποιο μπορεί να είναι το συμπέρασμα, σήμερα; Πριν το πείραμα ολοκληρωθεί; Η πιο ψύχραιμη διαπίστωση πρέπει να είναι η υπομονή! Ας περιμένουμε, μέσα στα άπειρα δεδομένα που στέλνονται καθημερινά, ίσως κάποια στιγμή βρούμε την απάντηση για την αλήθεια του σύμπαντος! Αν όχι (που κατά τη δική μου άποψη είναι το πιο πιθανό) θα έχουν σπαταληθεί υπέρογκα ποσά την ίδια ώρα που στην Δύση και στις υπανάπτυκτες χώρες ο κόσμος πεινάει. Πως θα αναγνωρίσουμε την αποτυχία των επιστημόνων; Θα διαβάσουμε ένα δελτίο τύπου που μεταξύ άλλων θα λέει: "Τα δεδομένα που λάβαμε είναι πολύ χρήσιμα και ενδιαφέροντα και μας δίνουν το έναυσμα για περαιτέρω αναλύσεις που θα μας βοηθήσουν να απαντήσουμε ερωτήματα μπλα μπλα μπλα".

Αυτόν τον μήνα είδαμε τρία από τα πιο διάσημα στοιχεία της ύλης στο πακέτου του ενός μέσω ενός πειράματος που διεξάγεται στο διάστημα. Είναι όσο ενδιαφέρον ακούγεται, πόσο όμως αποτελεσματικό; Ίσως μου πείτε εσείς :[

---

σχόλια; αντιρρήσεις; ερωτήσεις;

ΠΡΟΣΘΕΣΤΕ ΤΟΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟ ΣΑΣ

ΠΑΝΩ ΣΤΟ ΣΗΜΕΡΙΝΟ ΘΕΜΑ