O Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων

Την ώρα που ο επιταχυντής σωματιδίων LHC του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) είναι κλειστός, προκειμένου να αναβαθμιστεί ώστε να φτάσει το 2015 σε ενέργειες διπλάσιες από αυτές που χρειάστηκαν για την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, οι φυσικοί έχουν αρχίσει ήδη να συζητούν για τον αντικαταστάτη του, ο οποίος θα ερευνήσει τη φυσική του μέλλοντος.

Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider) είναι ίσως η πολυπλοκότερη ερευνητική μηχανή που έχει κατασκευαστεί ποτέ. Χτίστηκε με τη συνεργασία χιλιάδων επιστημόνων και μηχανικών από τουλάχιστον 100 διαφορετικές χώρες και εκατοντάδες πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα, ενώ η κατασκευή του κόστισε τουλάχιστον 4 δισεκατομμύρια ευρώ. Εκτείνεται σε ένα κυκλικό τούνελ 27 χιλιομέτρων, σε βάθος περίπου 100 μέτρων κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα, κοντά στη Γενεύη.
Επιταχύνει σωματίδια (κυρίως πρωτόνια, αλλά και πυρήνες ατόμων μολύβου) σε ενέργειες πολλαπλάσιες από κάθε άλλο επιταχυντή στον κόσμο, τα οποία στη συνέχεια συγκρούονται μεταξύ τους, αποκαλύπτοντάς μας τι συμβαίνει όσο προχωράμε πιο βαθιά μέσα στα μυστικά της φύσης.
Αποκορύφωμα της ερευνητικής δραστηριότητας του CERN ήταν η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς τον Ιούλιο του 2012, και μαζί με αυτό η ολοκλήρωση του παζλ των σωματιδίων που περιλαμβάνει το Καθιερωμένο Πρότυπο, η καλύτερη θεωρία που έχουμε αυτή τη στιγμή για τις φυσικές διαδικασίες. Καθώς όμως είναι φανερό από μια πληθώρα ενδείξεων (σκοτεινή ύλη, σκοτεινή ενέργεια, κβαντική βαρύτητα, η μάζα των νετρίνων κ.ά.) πως υπάρχει και φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, οι φυσικοί έχουν αρχίσει ήδη να επεξεργάζονται τα σχέδια για το διάδοχο του LHC.
Πέρα από ένα γραμμικό επιταχυντή που κατά πάσα πιθανότητα πρόκειται να κατασκευαστεί στην Ιαπωνία, ορισμένοι φυσικοί προτείνουν την κατασκευή του Πολύ Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (VLHC), ο οποίος θα έχει περιφέρεια 100 χιλιομέτρων, και θα είναι σε θέση να παράγει συγκρούσεις της τάξης των 100 TeV, σε σύγκριση με τα 14 ΤeV που θα φτάσει ο LHC το 2015. Για τη λειτουργία του θα χρειαστεί να αναπτυχθούν νέες τεχνολογίες και υπεραγώγιμοι μαγνήτες με πιο ισχυρά πεδία από αυτά που χρησιμοποιούνται σήμερα στον LHC.
Για την ώρα η συζήτηση έχει ξεκινήσει σε επίπεδο προτάσεων, αφού η πιθανή λειτουργία του VLHC τοποθετείται στα μέσα της δεκαετίας του 2030, όταν και ο LHC θα έχει ολοκληρώσει το ερευνητικό του έργο. Ωστόσο, για την κατασκευή ενός τόσο φιλόδοξου έργου στο οποία θα χρειαστεί παγκόσμια συνεργασία, οι εργασίες θα χρειαστεί να ξεκινήσουν ήδη από το 2020 ώστε να αποφευχθεί ένα μεγάλο κενό στην έρευνα φυσικής.
Πιθανές τοποθεσίες για την κατασκευή του είναι το CERN, και το Fermilab στο Σικάγο, όπου ο πάλαι ποτέ κραταιός επιταχυντής σωματιδίων Τevatron έχει παροπλιστεί από το 2011, εξαιτίας έλλειψης χρηματοδότησης. Κάτι τέτοιο έχει και πολιτικές συνέπειες, καθώς έχει υπάρξει έντονη κριτική για την απώλεια της αμερικανικής υπεροχής στον τομέα κατά την τελευταία δεκαετία και τη μεταφορά του ενδιαφέροντος στην Ευρώπη και το CERN.
Ερωτηματικό ωστόσο αποτελεί το εάν η διεθνής κοινότητα θα αποδεχτεί κάποια πρόταση για ένα τόσο μεγάλο εγχείρημα, υπό τις παρούσες οικονομικές συνθήκες. Η εκτίμηση των επιστημόνων είναι πως το κόστος οποιασδήποτε πρότασης θα πρέπει να βρίσκεται κάτω από τα δέκα δισεκατομμύρια δολάρια, προκειμένου να γίνει πολιτικά δεκτή.




naftemporiki