Ολες οι παράμετροι κατασκευής και λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων - LHC (από το Large Hadron Collider) είναι αντίστοιχες με το πρώτο συστατικό του ονόματός του. Περιέχει 7.000 υπεραγώγιμους ηλεκτρομαγνήτες που ψύχονται με υγρό ήλιο και οδηγούν δύο ακτίνες πρωτονίων κινούμενες με το 99,999999% της ταχύτητας του φωτός!

Κάθε πρωτόνιο των ακτίνων έχει 7.000 φορές περισσότερη ενέργεια από εκείνη που αντιστοιχεί στη μάζα αδράνειάς του, σύμφωνα με την εξίσωση E=mc² του Αϊνστάιν. Ο LHC θα μπορεί να δίνει 7 φορές περισσότερη ενέργεια στα πρωτόνια, απ' ό,τι η ισχυρότερη σήμερα αντίστοιχη συσκευή, το Τέβατρον των εργαστηρίων Φέρμι στις ΗΠΑ. Οι ακτίνες πρωτονίων του θα είναι 40 φορές πιο πυκνές και το σύνολο των πρωτονίων που θα βρίσκονται μέσα στον LHC σε πλήρη λειτουργία θα έχει ενέργεια ίση με την κινητική ενέργεια 900 αυτοκινήτων που τρέχουν με ταχύτητα 100 χλμ. την ώρα!

Ο μεγαλύτερος από τους 4 ανιχνευτές του LHC έχει όγκο περίπου όσο ο μισός καθεδρικός ναός «Νοτρ Νταμ» του Παρισιού, ενώ ο βαρύτερος από τους ανιχνευτές περιέχει περισσότερο σίδηρο από τον πύργο του Αϊφελ! Οι ανιχνευτές αυτοί θα καταγράφουν και θα μετρούν τα χιλιάδες σωματίδια που θα εμφανίζονται ως αποτέλεσμα κάθε σύγκρουσης των δύο ρευμάτων πρωτονίων. Παρά το τεράστιο μέγεθος των ανιχνευτών, ορισμένα εξαρτήματά τους πρέπει να τοποθετηθούν με ακρίβεια 50 εκατομμυριοστών του μέτρου!

Το μεγάλο και το μικρό συνδυάζονται σε πολλά επίπεδα στην κατασκευή του LHC. Οταν το φεγγάρι είναι πανσέληνος, δηλαδή στην υψηλή παλίρροια, το έδαφος στη Γενεύη ανυψώνεται κατά 25 εκατοστά, με αποτέλεσμα η περίμετρος του επιταχυντή να αυξηθεί κατά 1 χιλιοστό του μέτρου και η ενέργεια της ακτίνας κατά 0,02%. Οι επιστήμονες πρέπει να πάρουν υπόψη τους ακόμα και αυτό το φαινόμενο, αφού για να είναι σωστές οι μετρήσεις πρέπει να ξέρουν την ενέργεια της ακτίνας με ακρίβεια 0,002%.

Τα δεδομένα που θα καταγράφουν οι ανιχνευτές θα είναι αρκετά για να γεμίζουν 100.000 CD σε κάθε δευτερόλεπτο λειτουργίας του LHC. Γι' αυτό, αντί να αποθηκεύονται όλα τα δεδομένα, αυτόματα συστήματα θα φιλτράρουν σε πραγματικό χρόνο αυτές τις πληροφορίες, κρατώντας μόνο ό,τι σχετίζεται με τα 100 πιο ενδιαφέροντα συμβάντα σε κάθε δευτερόλεπτο. Μια «φάρμα» μερικών χιλιάδων ηλεκτρονικών υπολογιστών, θα μετατρέπει τα φιλτραρισμένα δεδομένα σε πιο συμπαγή μορφή και θα τα οργανώνει με τρόπο που να μπορούν να ελεγχθούν εύκολα από τους ερευνητές.

Ο LHC εισάγει τους φυσικούς στην κλίμακα ενεργειών της τάξης των τεραηλεκτρονιοβόλτ (τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ). Η διαδρομή από το ηλεκτρονιοβόλτ ως το τεραηλεκτρονιοβόλτ, είναι η διαδρομή από τον κόσμο της καθημερινότητας, στον κόσμο της χημείας, στον κόσμο της ηλεκτρονικής στερεάς κατάστασης, στον κόσμο των πυρηνικών αντιδράσεων και από κει στην περιοχή της φυσικής πραγματικότητας που οι ερευνητές των υποατομικών σωματιδίων μελετούν τα τελευταία 50 χρόνια.

Κανείς δεν ξέρει τι ανακαλύψεις μας περιμένουν στην περιοχή των τεραηλεκτρονιοβόλτ, στο επίπεδο που τα εξεταζόμενα συστατικά της ύλης έχουν απειροελάχιστο μέγεθος. Ωστόσο, οι επιστήμονες συγκλίνουν στη βεβαιότητα ότι ριζικά νέα φαινόμενα θα παρατηρηθούν. Καταρχήν ελπίζουν να ανιχνεύσουν σωματίδια που θα μπορούσαν να ολοκληρώσουν την κατανόησή μας για τη φύση της ύλης, στο επίπεδο που την έχουμε διερευνήσει μέχρι σήμερα. Δεν αποκλείουν και απρόσμενες ανακαλύψεις, όπως ενδείξεις για την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων πέραν των τριών του χώρου και της τέταρτης, του χρόνου.

Τι διακρίνει δύο από τις γνωστές φυσικές δυνάμεις (πεδία), τον ηλεκτρομαγνητισμό και τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις; Γιατί υπάρχουν άτομα; Γιατί υπάρχει η χημεία; Τι κάνει δυνατή την ύπαρξη σταθερών φυσικών δομών; Σε τέτοια ερωτήματα αναμένονται απαντήσεις από τον LHC.

Φυσικά, η μεγαλύτερη «ατραξιόν», αυτό που θα αρκέσει να ανακαλυφθεί για να θεωρηθεί επιτυχία η κατασκευή του LHC, είναι το μέχρι στιγμής λανθάνον σωματίδιο Χιγκς, που θεωρείται ότι από την αλληλεπίδρασή του με τα άλλα υποατομικά σωματίδια, τους δίνει τη μάζα αδράνειας που μετράμε στα πειράματα. Απαντήσεις περιμένουν οι φυσικοί και σχετικά με αυτό που ονομάζουν «σκοτεινή ύλη», μια μορφή ύλης, την οποία υποθέτουν ότι υπάρχει για να ικανοποιούνται κάποιες παρατηρήσεις, χωρίς όμως να έχουν μέχρι στιγμής κάποια χειροπιαστή απόδειξη. Η βαθύτερη ενότητα και σχέση των υποατομικών σωματιδίων, η ίδια η φύση του χωροχρόνου, φαίνονται να συνδέονται άρρηκτα με το κουβάρι προβλημάτων που οδήγησε στην πρόβλεψη ύπαρξης του σωματιδίου Χιγκς.

Χιλιάδες φυσικοί συμμετέχουν και στο σχεδιασμό του διαδόχου του LHC, που έχει ήδη ξεκινήσει. Πρόκειται για μια συσκευή γραμμικής επιτάχυνσης ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων (σωματίδια αντίστοιχα των ηλεκτρονίων στην αντι-ύλη) η οποία θα επιτρέψει την πιο λεπτομερή διερεύνηση των νέων τμημάτων του «χάρτη», που θα έχει περιγράψει αδρά ο LHC. Στην πορεία αυτής της διαδρομής στην κλίμακα τέρα και ακόμα πιο πέρα, θα μπορέσουμε να καταλάβουμε βαθύτερα τη φύση της ύλης και τη λειτουργία των φυσικών νόμων που διέπουν τον κόσμο. Οι τεχνολογικές εφαρμογές αυτής της νέας γνώσης και η επίδρασή της στις όμορες επιστήμες πιθανότατα θα είναι εξίσου σημαντικές με την ίδια την πρόοδο στη φυσική.

Η επιστήμη ανοίγει συνεχώς νέους ορίζοντες. Ολοι οι άνθρωποι έχουν δικαίωμα να ταξιδέψουν στους ορίζοντες αυτούς και να γευτούν τα οφέλη από τη μεγαλύτερη ικανότητα επίδρασης στο φυσικό κόσμο που μας περιβάλλει. Για να πραγματοποιήσουν όμως αυτό το δικαίωμα, πρέπει να ξεπεραστούν τα κοινωνικά εμπόδια, η εκμετάλλευση ανθρώπου από άνθρωπο. Οσο αυτή συνεχίζεται, η αξιοποίηση των νέων οριζόντων θα υποβιβάζεται σε υπό όρους «βοσκή» με τσοπάνη το κεφάλαιο...