Το πείραμα ALICE αναζητεί τα προϊόντα της Μεγάλης Εκρηξης στο CERN
Απεικόνιση της βροχής σωματιδίων που προκύπτουν από τις συγκρούσεις πρωτονίων - ιόντων μολύβδου στον ανιχνευτή ALICE (Πηγή: ALICE/CERN)
Γενεύη
Λίγες ημέρες μετά την επίσημη δημοσίευση των ερευνών για το περιβόητο μποζόνιο του Χιγκς, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN περνά σε νέα φάση πειραμάτων. Οι συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια αντικαθίστανται από συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια και ιόντα μολύβδου, σε μια προσπάθεια να δημιουργηθεί το λεγόμενο «πλάσμα κουάρκ-γλουονίων», μια μορφή της ύλης που εμφανίστηκε μια στιγμή μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε στο Σύμπαν.
Ο ανιχνευτής ALICE (A Large Ion Collider Experiment) είναι ένας από τους επτά ανιχνευτές που μελετούν τις συγκρούσεις μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του CERN κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.
Στις 2.26 τα ξημερώματα της Παρασκευής ώρα Ελλάδας, το πείραμα ALICE πέρασε σε νέα φάση με τις πρώτες συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια και πυρήνες ατόμων μολύβδου. Δεδομένου ότι κάθε ιόν μολύβδου περιέχει 82 πρωτόνια, οι συγκρούσεις απελευθερώνουν περισσότερα υποατομικά συντρίμμια σε σχέση με τις συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια.
Οι φυσικοί ελπίζουν ότι ο LHC θα παράξει έτσι σχετικά μεγάλες ποσότητες πλάσματος κουάρκ-γλουονίων, μια κατάσταση στην οποία παύουν να ισχύουν οι δυνάμεις που συγκρατούν τους πυρήνες των ατόμων και η ύλη μετατρέπεται σε μια «αρχέγονη σούπα» από κουάρκ και γλουόνια, θεμελιώδη σωματίδια που δεν διασπώνται περαιτέρω.
Ολόκληρο το Σύμπαν ήταν μια σούπα κουάρκ γλουονίων για μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά το σχηματισμό του πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σήμερα, η δημιουργία πλάσματος κουάρκ-γλουονίων είναι δύσκολη υπόθεση, αφού απαιτεί θερμοκρασίες αρκετών δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Πλάσμα κουάρκ-γλουονίων πιστεύεται πάντως ότι είχε σχηματιστεί και σε προηγούμενα πειράματα στον LHC, καθώς και στον επιταχυντή RHIC που λειτουργούσε μέχρι πρόσφατα στις ΗΠΑ. Και τα δύο πειράματα εκτιμάται ότι πέτυχαν τις υψηλότερες θερμοκρασίες που έχει δημιουργήσει ποτέ ο άνθρωπος.
Τα πειράματα που ξεκίνησαν την Παρασκευή θα περάσουν στην κύρια φάση τους τον Ιανουάριο, ενώ το Φεβρουάριο ο LHC θα τεθεί εκτός λειτουργίας για συντήρηση για διάστημα τουλάχιστον ετών.
Όταν τεθεί ξανά σε λειτουργία, οι ερευνητές του ALICE θα μπορέσουν να πειραματιστούν και με συγκρούσεις ανάμεσα σε ιόντα μολύβδου.
Ο ανιχνευτής ALICE (A Large Ion Collider Experiment) είναι ένας από τους επτά ανιχνευτές που μελετούν τις συγκρούσεις μέσα στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του CERN κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.
Στις 2.26 τα ξημερώματα της Παρασκευής ώρα Ελλάδας, το πείραμα ALICE πέρασε σε νέα φάση με τις πρώτες συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια και πυρήνες ατόμων μολύβδου. Δεδομένου ότι κάθε ιόν μολύβδου περιέχει 82 πρωτόνια, οι συγκρούσεις απελευθερώνουν περισσότερα υποατομικά συντρίμμια σε σχέση με τις συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια.
Οι φυσικοί ελπίζουν ότι ο LHC θα παράξει έτσι σχετικά μεγάλες ποσότητες πλάσματος κουάρκ-γλουονίων, μια κατάσταση στην οποία παύουν να ισχύουν οι δυνάμεις που συγκρατούν τους πυρήνες των ατόμων και η ύλη μετατρέπεται σε μια «αρχέγονη σούπα» από κουάρκ και γλουόνια, θεμελιώδη σωματίδια που δεν διασπώνται περαιτέρω.
Ολόκληρο το Σύμπαν ήταν μια σούπα κουάρκ γλουονίων για μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά το σχηματισμό του πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σήμερα, η δημιουργία πλάσματος κουάρκ-γλουονίων είναι δύσκολη υπόθεση, αφού απαιτεί θερμοκρασίες αρκετών δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Πλάσμα κουάρκ-γλουονίων πιστεύεται πάντως ότι είχε σχηματιστεί και σε προηγούμενα πειράματα στον LHC, καθώς και στον επιταχυντή RHIC που λειτουργούσε μέχρι πρόσφατα στις ΗΠΑ. Και τα δύο πειράματα εκτιμάται ότι πέτυχαν τις υψηλότερες θερμοκρασίες που έχει δημιουργήσει ποτέ ο άνθρωπος.
Τα πειράματα που ξεκίνησαν την Παρασκευή θα περάσουν στην κύρια φάση τους τον Ιανουάριο, ενώ το Φεβρουάριο ο LHC θα τεθεί εκτός λειτουργίας για συντήρηση για διάστημα τουλάχιστον ετών.
Όταν τεθεί ξανά σε λειτουργία, οι ερευνητές του ALICE θα μπορέσουν να πειραματιστούν και με συγκρούσεις ανάμεσα σε ιόντα μολύβδου.