Κυριακή 28 Οχτώβρη 2001
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Το ασυγκράτητο νετρίνο

Περίπου χίλιοι φυσικοί σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να «συλλάβουν» ένα από τα πιο παράξενα υποατομικά σωματίδια, ελπίζοντας να δώσουν απαντήσεις σε ερωτήματα δεκαετιών

Οι επιστήμονες που θα κάθονται στις καρέκλες αυτές το 2005 θα ελέγχουν το Υπέρ Πρωτονικό Σύγχροτρο του CERN, που θα σκοπεύει μια ακτίνα νετρίνων προς το Γκραν Σάσο της Ιταλίας, γύρω στα 700 χιλιόμετρα μακριά
Οι επιστήμονες που θα κάθονται στις καρέκλες αυτές το 2005 θα ελέγχουν το Υπέρ Πρωτονικό Σύγχροτρο του CERN, που θα σκοπεύει μια ακτίνα νετρίνων προς το Γκραν Σάσο της Ιταλίας, γύρω στα 700 χιλιόμετρα μακριά
Από τη στιγμή που θα δημιουργηθεί ένα νετρίνο (απειροελάχιστο υποατομικό σωματίδιο), τρέχει με ταχύτητα σχεδόν ίση με την ταχύτητα του φωτός και σχεδόν τίποτα δεν μπορεί να το σταματήσει. Συνεχίζει να κινείται σε μια ευθεία γραμμή ως τα άκρα του γνωστού σύμπαντος, περνώντας μέσα από άτομα, πυρήνες και άλλα σωματίδια που τυχαίνει να βρεθούν στο δρόμο του. Φυσικά περνάει και μέσα από τους ανθρώπους: Κάθε δευτερόλεπτο τις βραδινές ώρες, περίπου 40 δισεκατομμύρια νετρίνα από τον ήλιο, προερχόμενα από την άλλη άκρη της Γης, περνάνε μέσα από το ρουθούνι και τον μετωπιαίο λοβό του εγκεφάλου σας καθ' οδόν προς τη σκεπή και τελικά έξω από το Γαλαξία. Ακόμη πιο μεγάλοι αριθμοί νετρίνων σάς «τρυπούν» από πάνω, προερχόμενοι από αστέρια που φαίνονται στο βραδινό ουρανό, ή από τις κοσμικές ακτίνες, καθώς περνούν μέσα από την ατμόσφαιρα ή από τη διάχυτη ακτινοβολία που αποδίδεται στη Μεγάλη Εκρηξη (Big Bang). Ο πυρηνικός αντιδραστήρας στη γειτονική χώρα σάς στέλνει κι αυτός «φρέσκα» νετρίνα. Είστε κάθε στιγμή το σταυροδρόμι τεράστιων αριθμών πολυάσχολων νετρίνων. Αλλά δε συμβαίνει μόνο σε σας αυτό. Τα νετρίνα, αόρατα και αναρίθμητα, κατακλύζουν το σύμπαν. Μερικοί τα αποκαλούν σωματίδια - φαντάσματα, αλλά τα φαντάσματα δεν υπάρχουν στην πραγματικότητα. Τα νετρίνα υπάρχουν.

Τζέκιλ και Χάιντ

Ο υπερ-ανιχνευτής της Καμιόκα, που εδώ φαίνεται στη φάση της κατασκευής του, σχεδιάστηκε για να μελετήσει τα νετρίνα που προέρχονται από τον ήλιο ή από τις συγκρούσεις των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια της γήινης ατμόσφαιρας. Η δεξαμενή, διαμέτρου 44 μέτρων, είναι κατασκευασμένη από ανοξείδωτο ατσάλι και περιέχει τεράστιο αριθμό φωτοπολλαπλασιαστών που ανιχνεύουν αλληλεπιδράσεις νετρίνων
Ο υπερ-ανιχνευτής της Καμιόκα, που εδώ φαίνεται στη φάση της κατασκευής του, σχεδιάστηκε για να μελετήσει τα νετρίνα που προέρχονται από τον ήλιο ή από τις συγκρούσεις των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια της γήινης ατμόσφαιρας. Η δεξαμενή, διαμέτρου 44 μέτρων, είναι κατασκευασμένη από ανοξείδωτο ατσάλι και περιέχει τεράστιο αριθμό φωτοπολλαπλασιαστών που ανιχνεύουν αλληλεπιδράσεις νετρίνων
Οταν οι φυσικοί καταφέρουν τελικά να σταματήσουν ένα νετρίνο - και έτσι να το ανιχνεύσουν - η στιγμή είναι τόσο σημαντική που την αποκαλούν γεγονός. Το 1998, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων πέτυχε να σταματήσει μερικές χιλιάδες νετρίνα μέσα σε ανιχνευτή στην πόλη Καμιόκα της Ιαπωνίας. Η σύλληψη των σωματιδίων έγινε σε περίπου 700 μέτρα βάθος μέσα στη γη, στις στοές ενός παλιού ορυχείου ψευδαργύρου, μέσα σε μια κοιλότητα καλυμμένη με ανοξείδωτο ατσάλι και γεμάτη από 50.000 τόνους εξαιρετικά καθαρού νερού. Οι παρατηρήσεις που έκαναν οι επιστήμονες δεν αφορούσαν μόνο το σταμάτημα κάποιων νετρίνων. Το πείραμα έδειξε με αρκετή βεβαιότητα, ότι τα νετρίνα - σε αντίθεση με τα φωτόνια - έχουν μάζα, έστω και εξαιρετικά λίγη. Το πείραμα στην Καμιόκα έδειξε και κάτι ακόμα πιο παράξενο: κάθε νετρίνο δεν έχει μια δοσμένη και σταθερή μάζα ή μια σταθερή ταυτότητα. Αντίθετα, καθώς διασχίζει το σύμπαν πάλλεται από τη μια ταυτότητα στην άλλη (αυτό που οι φυσικοί αποκαλούν «γεύση», δηλαδή ο τρόπος αλληλεπίδρασής του με τα άλλα σωματίδια).

Τα νετρίνα πάντοτε φάνταζαν παράξενα, αλλά τα αποτελέσματα της Καμιόκα έκαναν τα σωματίδια αυτά πολύ σημαντικά με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Κατ' αρχήν αν τα νετρίνα πάλλονται, τότε οι φυσικοί θα έχουν βρει τη λύση στο ερώτημα, γιατί ο ήλιος παράγει νετρίνα σε αναλογία πολύ μικρότερη από εκείνη που παράγονται από τις ίδιες αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης όταν αυτές γίνονται στη Γη. Η απάντηση θα είναι ότι τα νετρίνα μετατρέπονται κατά τη διαδρομή τους ως τη Γη σε μια άλλη μορφή νετρίνου (ταυ νετρίνα), που δεν ανιχνεύουν οι υπάρχοντες ανιχνευτές.

Κατά δεύτερο λόγο, επειδή τα νετρίνα στο σύμπαν είναι τόσα πολλά, έστω κι αν έχουν μια απειροελάχιστη μάζα θα είναι συνολικά πιο βαριά απ' όλους τους γαλαξίες και την ορατή ύλη του σύμπαντος. Ετσι θα καλύψουν ένα μέρος από τη μάζα του σύμπαντος που «λείπει», όπως αυτή προβλέπεται από τις επικρατούσες αστροφυσικές θεωρίες. Τέλος, το τυπικό μοντέλο της φυσικής σωματιδίων - που περιγράφει την ύλη με βάση 4 θεμελιώδεις δυνάμεις και 12 θεμελιώδη σωματίδια (περιλαμβανόμενων σ' αυτά τριών «γεύσεων» νετρίνων) δεν προβλέπει νετρίνα με μάζα. Αλλες θεωρίες όμως τα προβλέπουν και ίσως αυτό να βοηθήσει να διαπιστωθεί ποια από τις θεωρίες θα ανταποκρίνεται καλύτερα στην πληρέστερη γνώση της πραγματικότητας που θα έχει αποκτηθεί.

Υπόγειες διαδρομές

Αυτά είναι σημαντικά ερωτήματα για τους φυσικούς και γι' αυτό περισσότεροι από 900 απ' αυτούς, ασχολούνται σε παγκόσμια κλίμακα σε πολυετή πανάκριβα πειράματα, για να βρεθούν απαντήσεις στο ζήτημα των νετρίνων. Καθεμιά από τις μηχανές που κατασκευάζουν οι επιστήμονες αυτοί χωρισμένοι σε ομάδες αποσκοπεί να ρίξει φως σε διαφορετικές πλευρές του προβλήματος. Σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις λόγω του κόστους η σύνθεση των ομάδων και η χρηματοδότησή τους είναι πολυεθνής. Οι ανιχνευτές νετρίνων είναι ακριβοί γιατί πρέπει να είναι ογκώδεις και να κατασκευάζονται κάτω από το έδαφος. Ογκώδεις πρέπει να είναι γιατί χρειάζεται πολλά νετρίνα να συναντήσουν πολλά άτομα, ώστε να τύχει κάποια από αυτά να αλληλεπιδράσουν και το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους (η έκλυση κάποιων χαρακτηριστικών σωματιδίων) να ανιχνευτεί. Πρέπει να είναι υπόγειοι, γιατί αλλιώς αυτές οι σπάνιες αλληλεπιδράσεις θα πνιγούν μέσα στις κοσμικές ακτίνες.

Ανάμεσα στα πιο ενδιαφέροντα πειράματα του είδους είναι εκείνα στα οποία οι ίδιοι οι φυσικοί θα δημιουργήσουν τα νετρίνα που στη συνέχεια θα προσπαθήσουν να ανιχνεύσουν εκατοντάδες χιλιόμετρα πιο μακριά και αφού η δέσμη των νετρίνων περάσει μέσα από το υπέδαφος. Η ιδέα είναι ότι ίσως αυτή η υπόγεια διαδρομή είναι αρκετή ώστε κάποια από τα νετρίνα να αλλάξουν ταυτότητα και η αλλαγή αυτή να μπορέσει να μετρηθεί στο άλλο άκρο σαν μείωση του αριθμού των νετρίνων που συνεχίζουν να έχουν την αρχική ταυτότητα. Μάλιστα στο CERN, το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής, που εδρεύει έξω από τη Γενεύη, προχωρεί ένα φιλόδοξο πείραμα που σκοπεύει να ελέγξει το αποτέλεσμα και με μια απευθείας μέθοδο ανίχνευσης της πιο άπιαστης μορφής νετρίνου. Οταν ολοκληρωθεί το έργο το 2005, θα στέλνει μια ακτίνα νετρίνων κάτω από τις Αλπεις, τα Απέννινα και τη μισή Ιταλία, μέχρι τον ανιχνευτή που θα βρίσκεται σε υπόγειο εργαστήριο στο Γκραν Σάσο, ένα βουνό ανατολικά της Ρώμης. Η ακτίνα θα ταξιδεύει γύρω στα 700 χιλιόμετρα μέσα από βράχους, αλλά αυτό για τα νετρίνα δεν είναι τίποτα...


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ