Μέσα στο CERN: επίσκεψη στο μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο στον κόσμο (Photos)




oxi-stin-kardia-tou-cern_20.w_hr

Συμβατικά υπάρχει το χρώμα, συμβατικά υπάρχει το γλυκό και το πικρό ενώ στην πραγματικότητα υπάρχουν μόνο τα άτομα και το κενό. 

Δημόκριτος, 400π.Χ.

Tο μουσείο Globe of Science and Innovation του CERN
Tο μουσείο Globe of Science and Innovation του CERN

 

Το CERN ιδρύθηκε το 1954 από 12 ευρωπαϊκά κράτη. Το ανθρώπινο δυναμικό του είναι: 2300 προσωπικό, 1400 υπότροφοι και πρόσεδρα μέλη και 12.500 επιστημονικοί συνεργάτες. Κράτη Μέλη: Αυστρία, Βέλγιο, Βουλγαρία, Γαλλία, Γερμανία, Δανία, Ελβετία, Ελλάδα, Ηνωμένο Βασίλειο, Ισπανία, Ισραήλ, Ιταλία, Νορβηγία, Ολλανδία, Ουγγαρία, Πολωνία, Πορτογαλία, Σλοβακία, Σουηδία, Τσεχία, Φινλανδία.

Νέο καθεστώς των Συνδεδεμένων Μελών: Πακιστάν, Τουρκία

Υποψήφια Χώρα για Ένταξη σε Προχωρημένο Στάδιο: Ρουμανία, Σερβία

Υποψήφιες Χώρες για Ένταξη: Βραζιλία, Ινδία, Κροατία, Κύπρος (εν αναμονή κύρωσης), Λιθουανία, Ουκρανία (εν αναμονή κύρωσης), Ρωσία, Σλοβενία,

Παρατηρητές στο Συμβούλιο: Ηνωμένες Πολιτείες, Ιαπωνία, Ινδία, Ρωσία, Τουρκία, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, UNESCO.

Μέσα στους στόχους του CERN είναι η προώθηση της γνώσης για τον κόσμο γύρω μας (περιέργεια), π.χ. τα μυστικά του Big Bang … πώς ήταν η ύλη στα πρώτα λεπτά της ύπαρξης του Σύμπαντος, η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για επιταχυντές και ανιχνευτές, η πληροφορική- το Web και το GRID, η ιατρική διάγνωση και θεραπεία, η εκπαίδευση και κατάρτιση επιστημόνων και μηχανικών του αύριο.

 

Ανάμεσα στα κτίρια, ο Σίβα, ο θεός του χορού, σήμα της πολυπολιτισμικότητας του CERN
Ανάμεσα στα κτίρια, ο Σίβα, ο θεός του χορού, σήμα της πολυπολιτισμικότητας του CERN

 

 

 Οι Έλληνες ερευνητές (από την Ελλάδα και το εξωτερικό) έχουν σημαντική συνεισφορά στην πειραματική και θεωρητική σωματιδιακή φυσική.  Aπό τη πλευρά της Ελλάδας υπέγραψε την ένταξη της χώρας στο πείραμα ο Kαθηγητής Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Ν. Εμπειρίκος. Υπάρχουν περίπου 200 Έλληνες – διαφόρων βαθμίδων συμπεριλαμβανομένων και αρκετών φοιτητών που έρχονται για να κάνουν την εκπαίδευσή/πρακτική τους – ενώ ίδιος είναι και ο αριθμός Ελλήνων ερευνητών από 9 πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα που χρησιμοποιεί το CERN και τα δεδομένα που προκύπτουν στην έρευνά του. 

 

 

Μανώλης Τσεσμελής (Φυσικός - Αν. Διευθυντής Διεθνών Σχέσεων)
Μανώλης Τσεσμελής (Φυσικός – Αν. Διευθυντής Διεθνών Σχέσεων)

 

Κωνσταντίνος Ζιούτας - Επικεφαλής του πειράματος CAST που ψάχνει για σκοτεινή ύλη και μετά την πρόσφατη αναβάθμιση επεκτείνει τις έρευνές του και για σκοτεινή ενέργεια.
Κωνσταντίνος Ζιούτας – Επικεφαλής του πειράματος CAST που ψάχνει για σκοτεινή ύλη και μετά την πρόσφατη αναβάθμιση επεκτείνει τις έρευνές του και για σκοτεινή ενέργεια.

 

Δέσποινα Χατζηφωτιάδου (Φυσικός, Πείραμα ALICE)
Δέσποινα Χατζηφωτιάδου (Φυσικός, Πείραμα ALICE)

 

Γιάννης Παπαφιλίππου (Τομέας Επιταχυντών, CERN)
Γιάννης Παπαφιλίππου (Τομέας Επιταχυντών, CERN)

 

Παναγιώτης Χαρίτος - Διεύθυνση Επιταχυντών και Τεχνολογίας, CERN
Παναγιώτης Χαρίτος – Διεύθυνση Επιταχυντών και Τεχνολογίας, CERN

 

Ο σκεπτόμενος άνθρωπος διατύπωσε βασικά ερωτήματα από την αρχαιότητα και νωρίτερα όπως:  Τι είναι το σύμπαν; Πώς εξελίσσεται; Από που προήλθαμε; Υπάρχουν άλλα σύμπαντα; Έδωσε πληθώρα θεολογικών, φιλοσοφικών και επιστημονικών απαντήσεων. Στο CERN, οι δέσμες των σωματιδίων χρησιμοποιούνται για να διεισδύσουν μέσα στην καρδιά της ύλης και να δημιουργήσουν καταστάσεις ανάλογες με αυτές που επικρατούσαν λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Οι ερευνητές του CERN εξετάζουν εκατομμύρια από ασυνήθιστα γεγονότα προσπαθώντας να καταλάβουν πώς, μετά από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, το Σύμπαν κατέληξε σε ό,τι βλέπουμε σήμερα γύρω μας. Συνεχίζουν με αυτό τον τρόπο την αέναη αναζήτηση του γένους μας προκειμένου να δώσει τις απαντήσεις για τη γέννηση και την εξέλιξή του, στην πρωτοπορία της ανθρώπινης αναζήτησης για τη γνώση. Με τους επιταχυντές των σωματιδίων -που συγκαταλέγονται στα μεγαλύτερα και πολυπλοκότερα επιστημονικά όργανα στον κόσμο-, επιτυγχάνει τη σύγκρουσή τους με ακίνητους στόχους ή μεταξύ τους. Η καταγραφή αυτών των αποτελεσμάτων οι φυσικοί μπορούν να ανακαλύψουν τις δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ των σωματιδίων.

Όμως πάντα πολλά θεμελιώδη ερωτήματα εξακολουθούν να μένουν αναπάντητα. Για να απαντήσει σ’ αυτά τα ερωτήματα, το CERN έθεσε σε λειτουργία το 2009 ένα νέο επιταχυντή, τον Μεγάλο Επιταχυντή Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων (Large Hadron Collider, LHC),  ο οποίος αναπτύσσεται σε υπόγεια κυκλική σήραγγα περιφέρειας 27 χιλιομέτρων που επιτρέπει στα πρωτόνια να επιταχύνονται σε πολύ υψηλές ενέργειες. Στο παγκόσμιο αυτό εργαστήριο οι ανιχνευτές κατορθώνουν και συλλαμβάνουν περίπου 800 εκατομμύρια συγκρούσεις κάθε δευτερόλεπτο. 

 

Η βιβλιοθήκη του CERN
Η βιβλιοθήκη του CERN

 

Η βιβλιοθήκη του CERN
Η βιβλιοθήκη του CERN

 

Η βιβλιοθήκη του CERN
Η βιβλιοθήκη του CERN

 

Κήπος των σωματιδίων
Κήπος των σωματιδίων

 

Μια υπαίθρια έκθεση των εντυπωσιακών πρώτων κατασκευών του CERN των πρώτων επιταχυντών και ανιχνευτών του CERN πολλά χρόνια πριν τον LHC.
Μια υπαίθρια έκθεση των εντυπωσιακών πρώτων κατασκευών του CERN των πρώτων επιταχυντών και ανιχνευτών του CERN πολλά χρόνια πριν τον LHC.

 

Τα γραφεία των επιστημόνων
Τα γραφεία των επιστημόνων

 

Το γραφείο του Τζον Έλλις - ενός εκ των θεωρητικών φυσικών του CERN που δούλεψε στους τρόπους πειραματικής ανακάλυψης του Higgs καθώς και σε θεωρίς υπερσυμμετρίας.
Το γραφείο του Τζον Έλλις – ενός εκ των θεωρητικών φυσικών του CERN που δούλεψε στους τρόπους πειραματικής ανακάλυψης του Higgs καθώς και σε θεωρίς υπερσυμμετρίας.

 

Κανένας ίσως δε μπορούσε να φανταστεί ότι η έρευνα στη φυσική των σωματιδίων θα οδηγούσε σ’ ένα σύστημα επικοινωνίας το οποίο θα επέτρεπε στον καθένα μας να έχουμε τη μεγαλύτερη δυνατή πρόσβαση στην παγκόσμια γνώση κι την πληροφορία μέσω ενός υπολογιστή.

Ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 1940, οι άνθρωποι είχαν οραματιστεί μια παγκόσμια βάση δεδομένων ικανή να συνδέεται με πολλές πηγές δεδομένων έτσι ώστε κάθε σημαντική πληροφορία να γίνεται άμεσα προσιτή στο χρήστη.

Σήμερα, το πιο δημοφιλές σήμερα τέτοιο σύστημα είναι ο Παγκόσμιος Ιστός (WWW) που ξεκίνησε το Μάρτιο του 1989 από το CERN. Ο World Wide Web ξεκίνησε ως ένα έργο του CERN που ονομαζόταν ENQUIRE,.

Πριν από την ανάπτυξη του Ιστού, το CERN είχε προπορευτεί στην εισαγωγή της τεχνολογίας του Διαδικτύου, ξεκινώντας στις αρχές του 1980.«Πατέρες» του  Web θεωρούνται οι Τ. Berners-Lee  και R. Cailliau. Tο έργο τους είχε ως στόχο να διευκολύνει την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ ερευνητών. Η πρώτη ιστοσελίδα ενεργοποιήθηκε το 1991. Στις 30 Απριλίου του 1993, το CERN ανακοίνωσε ότι ο Παγκόσμιος Ιστός θα είναι ελεύθερος σε όλους.

Το 1995, το CERN παρέδωσε το μέλλον του WWW στην κοινοπραξία WorldWideWebConsortium που αποτελείται από το Γαλλικό Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών στην Πληροφορική και τους Αυτοματισμούς (INRIA) και το Εργαστήριο Επιστήμης Υπολογιστών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασσαχουσέτης(ΜΙΤ). Πιο πρόσφατα, το CERN έχει μια μονάδα για την ανάπτυξη του Grid computing, φιλοξενώντας τα έργα, συμπεριλαμβανομένων των Enabling Grids for E-Science (EGEE) και LHC Computing Grid. Επίσης φιλοξενεί τoν CERN Internet Exchange Point (CIXP), ένα από τα δύο κύρια σημεία ανταλλαγής Διαδικτύου στην Ελβετία.

Η ιστορία του WEB είναι ένα παράδειγμα για το ρόλο που παίζει το CERN στην ανώτατη τεχνική εκπαίδευση. Μια πλήρης σειρά εκπαιδευτικών προγραμμάτων και υποτροφιών προσελκύει στο Εργαστήριο πολλούς ταλαντούχους νέους επιστήμονες και μηχανικούς και σε ένα πολυεθνικό περιβάλλον  υψηλής τεχνολογίας.

 

Μέσα στην φάρμα υπολογιστών του CERN!
Μέσα στην φάρμα υπολογιστών του CERN!

 

O υπολογιστής της NexT χρησιμοποιήθηκε από τον TIm Berners-Lee, ως ο πρώτος εξυπηρετητής του παγκόσμιου ιστού.
O υπολογιστής της NexT χρησιμοποιήθηκε από τον TIm Berners-Lee, ως ο πρώτος εξυπηρετητής του παγκόσμιου ιστού.

 

CERN Computing Centre, ο πρώτος φορητός υπολογιστής
CERN Computing Centre, ο πρώτος φορητός υπολογιστής

 

 

CERN Computing Centre
CERN Computing Centre

 

1973: Η ανακάλυψη των ουδέτερων ρευμάτων στο θάλαμο φυσαλίδων Gargamelle.

1983: Η ανακάλυψη των μποζονίων W και Z στα πειράματα UA1 και UA2.

1995: Η πρώτη δημιουργία ατόμων αντιυδρογόνου στο πείραμα PS210.

1999: Η ανακάλυψη της άμεσης παραβίασης CP στο πείραμα NA48.

2010: Η απομόνωση 38 ατόμων αντιυδρογόνου.

2011: Η διατήρηση αντιυδρογόνου για πάνω από 15 λεπτά.

2012: Η ανακάλυψη του μποζονίου Χίγκς με μάζα περίπου 125 GeV που οδήγησε στην απομονή του βραβείου Νόμπελ την επόμενη χρονιά. 

Ένα σωματίδιο που συμπεριφέρεται σαν το μποζόνιο του Χιγκς, ανακαλύφθηκε από τους ερευνητές του CERN και ανακοινώθηκε στις 4 Ιουλίου του 2012.  Το πεδίο που δημιουργεί το σωματίδιο είναι υπεύθυνο για την ύπαρξη μάζας χωρίς την οποία δεν θα υπήρχε βαρύτητα στο σύμπαν. Το μποζόνιο του Χιγκς θεωρείται από τους φυσικούς ως το κλειδί της θεμελιώδους δομής της ύλης, το σωματίδιο που δίνει στην ύλη την μάζα της, σύμφωνα με τη θεωρία του “Καθιερωμένου Μοντέλου”. Η ανακάλυψή του ανοίγει τον δρόμο για περισσότερο προωθημένες έρευνες και άλλα μυστήρια του Σύμπαντος. Το 1964, ο Βρετανός φυσικός Πίτερ Χιγκς είχε προεξοφλήσει την ύπαρξη του μποζονίου που φέρει το όνομά του, διατυπώνοντας μαζί με τους συναδέλφους του Ρόμπερτ Μπράουτ και Φρανσουά Ενγκλερτ, τη θεωρία του πεδίου Χιγκς, ενός πεδίου που διαπερνά το Σύμπαν δίνοντας μάζα στα στοιχειώδη σωματίδια.

Το 2013, το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2013 απονεμήθηκε από κοινού στον François Englert και Peter W. Higgs “για τη θεωρητική ανακάλυψη ενός μηχανισμού που συμβάλλει στην κατανόηση της προέλευσης της μάζας των υποατομικών σωματιδίων, η οποία πρόσφατα επιβεβαιώθηκε με την ανακάλυψη του προβλεπόμενου στοιχειώδους σωματιδίου, από τα πειράματα ATLAS και CMS στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.

 

AEgIS - Ένα από τα πειράματα που μελετούν τις ιδιότητες της αντιύλης στο CERN
AEgIS – Ένα από τα πειράματα που μελετούν τις ιδιότητες της αντιύλης στο CERN

 

Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης
Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης

 

Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης
Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης

 

Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης
Antimmater Factory, το εργοστάσιο αντι-υλης

 

Τα πειράματα ALPHA και ASACUSA!
Τα πειράματα ALPHA και ASACUSA!

 

 

 

 

Τα ευρήματα των επιστημόνων του CERN, έχουν άμεση εφαρμογή στους τομείς της ιατρικής και της πληροφορικής. Στην ιατρική  η έρευνα βοηθάει κυρίως στον τομέα της απεικόνισης και στην αντιμετώπιση του καρκίνου. Η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων – το λεγόμενο PET scan – ξεκίνησε πριν από 40 χρόνια από έναν φυσικό του CERN και σε συνεργασία με το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Γενεύης. Σήμερα, με την εξέλιξη της τεχνολογίας, οι φυσικοί του CERN αναπτύσσουν σαρωτές του συγκεκριμένου τύπου τελευταίας γενιάς, εξοπλισμένους με ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται στα πειράματα του ανιχνευτή CMS (Συμπαγές Μιονικό Σωληνοειδές), που αποκάλυψαν τη διάσπαση του μποζονίου Χιγκς σε δύο φωτόνια. Ακριβώς το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση ενός σαρωτή PET: το ζητούμενο είναι να δούμε δύο φωτόνια. Με την ίδια τεχνολογία μπορούμε να ανιχνεύσουμε έναν καρκινικό όγκο στον ανθρώπινο οργανισμό. Ακόμη, οι καινούργιοι επιταχυντές πρωτονίων έχουν οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις κατά του καρκίνου. Ουσιαστικά αναλαμβάνουν να σκοτώσουν τα καρκινικά κύτταρα χωρίς να βλάπτουν τα υγιή γειτονικά τους, όπως π. χ. συμβαίνει στην περίπτωση των ακτίνων Χ ράδιο που χρησιμοποιούνται στις ακτινοθεραπείες.

 

Μακέτα του πειράματος ALICE.
Μακέτα του πειράματος ALICE.

 

Πείραμα ALICE
Πείραμα ALICE

 

Πείραμα ALICE, στην οθόνη η δραστηριότητά του σε αληθινό χρόνο
Πείραμα ALICE, στην οθόνη η δραστηριότητά του σε αληθινό χρόνο

 

Πείραμα ALICE - Είμαστε 65 μέτρα κάτω από την Γη σε ένα από τα τέσσερα σημεία όπου πραγματοποιούνται συγκρούσεις σωματιδίων του LHC και στα οποία είναι εγκατεστημένοι οι ανιχνευτές των πειραμάτων: ALICE, ATLAS, CMS, LHCb
Πείραμα ALICE – Είμαστε 65 μέτρα κάτω από την Γη σε ένα από τα τέσσερα σημεία όπου πραγματοποιούνται συγκρούσεις σωματιδίων του LHC και στα οποία είναι εγκατεστημένοι οι ανιχνευτές των πειραμάτων: ALICE, ATLAS, CMS, LHCb

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Πείραμα Alice
Πείραμα Alice

 

Ένα γλυπτό του Άντονι Γκρόμλεϊ στο κεντρικό φουαγέ
Ένα γλυπτό του Άντονι Γκρόμλεϊ στο κεντρικό φουαγέ

 

 

 

Michael Benedikt - Υπεύθυνος της μελέτης για τους Future Circular Colliders
Michael Benedikt – Υπεύθυνος της μελέτης για τους Future Circular Colliders

 

Συζητώντας τα πλάνα για μελλοντικούς κυκλικούς επιταχυντές που θα εγκαινιάσουν την εποχή μετά τον LHC με τον Michael Benedikt – Υπεύθυνο της μελέτης για τους Future Circular Colliders. Πρόκειται για μια διεθνή συνεργασία που μελετά διαφορετικά σενάρια για μελλοντικούς και πιο ισχυρούς επιταχυντές καθώς και τις αντίστοιχες τεχνολογίες που θα πρέπει να αναπτυχθούν. Πρόκειται για μια προσπάθεια που δεν είναι δεδομένη και τα θεμέλια πρέπει να τεθούν από τώρα. Η μελέτη εστιάζει σε κυκλικούς επιταχυντές που θα μπορούν να φτάσουν ενέργειας κατά μιά τάξη μεγαλύτερες σε σχέση με τον LHC. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορέσουμε να ψάξουμε για νέες απαντήσεις σε ορισμένα από τα ερωτήματα γύρω από τον κόσμο μας και τις θεωρίες που τον περιγράφουν. Καθώς ο σχεδιασμός και το χτίσιμο νέων επιταχυντών απαιτεί περίπου 30 χρόνια χρειάζεται να ξεκινήσουμε από τώρα αυτή την προσπάθεια για μελλοντικούς επιταχυντές που θα επιτρέψουν στην θεμελιώδη να προχωρήσει μέχρι το τέλος του 21ου αιώνα. Η μελέτη για μελλονικούς κυκλικούς επιταχυντές έρχεται να προστεθεί σε αντίστοιχες διεθνείς μελέτες που έχουν ξεκινήσει (ILC, CLIC). Ανάλογα με τα αποτελέσματα και τις ανακαλύψεις που θα δώσει ο LHC και τα όσα μαθαίνουμε ήδη από την μελέτη του σωματιδίου Higgs θα είμαστε έτοιμοι να αποφασίσουμε για το επόμενο βήμα. 

Ο LHC του CERN, η μεγαλύτερη πειραματική διάταξη του κόσμου, ετοιμάζεται να ξεκινήσει την νέα περίοδο λειτουργίας της σε λίγες ημέρες, ενώ ήδη έχει ξεκινήσει η μελέτη σεναρίων για μελλοντικούς επιταχυντές που θα καθορίσουν την εποχή μετά τον LHC για το υπόλοιπο του 21ου αιώνα!

 

Η υπογραφή του Προέδρου της Δημοκρατίας Κάρολου Παπούλια στο βιβλίο του CERN.
Η υπογραφή του Προέδρου της Δημοκρατίας Κάρολου Παπούλια στο βιβλίο του CERN.

 

 

www.thetoc.gr