TI …ΜΑΓΕΙΡΕΥΕΤΑΙ ΣΤΗ ΓΕΝΕΥΗ; Το «ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ΑΙΩΝΑ»

Παρουσίαση με θέμα: "TI …ΜΑΓΕΙΡΕΥΕΤΑΙ ΣΤΗ ΓΕΝΕΥΗ; Το «ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ΑΙΩΝΑ»"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 TI …ΜΑΓΕΙΡΕΥΕΤΑΙ ΣΤΗ ΓΕΝΕΥΗ; Το «ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ΑΙΩΝΑ»

2 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN; To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών), ιδρύθηκε το 1954 Είναι το μεγαλύτερο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών του κόσμου

3 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN; 20 κράτη μέλη και 84 χώρες συνεργαζόμενες ή παρατηρητές. Απασχολεί σε μόνιμη βάση ανθρώπους, ενώ Φυσικοί που εκπροσωπούν 500 Πανεπιστήμια και πάνω από 80 εθνότητες έχουν άμεση συνεργασία με το Κέντρο για τις έρευνές τους. Τα τελευταία 10 χρόνια απονεμήθηκαν 4 βραβεία Nobel σε Επιστήμονες του Κέντρου!

4 ΜΕ ΤΙ ΑΣΧΟΛΕΙΤΑΙ ΤΟ CERN;

5 ΤΙ ΥΠΑΡΧΕΙ ΣΤΟ CERN; Α) ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ: Πρόκειται για γιγαντιαίες διατάξεις που επιταχύνουν σωματίδια (Ηλεκτρόνια, πρωτόνια κλπ) και τα οδηγούν σε σύγκρουση. Αιχμή του δόρατος αποτελεί ο Μεγάλος Ανιχνευτής Αδρονίων LHC (Large Hadron Collider).

6 Κατασκευάζονταν επί 20 χρόνια και η ακρίβεια με την οποία συνδέθηκαν τα δύο άκρα του υπόγειου τούνελ ήταν 1 cm.

7 O LHC έχει περίμετρο 27 χιλιόμετρα, σε βάθος 100 περίπου μέτρα

8 Aποτελείται από 1238 υπεραγώγιμα δίπολα βάρους 35 τόνων έκαστο.

9 Τα υπεραγώγιμα καλώδια Νιοβίου-Τιτανίου έχουν μήκος 7
Τα υπεραγώγιμα καλώδια Νιοβίου-Τιτανίου έχουν μήκος χιλιόμετρα και αποτελούνται από πολύ λεπτότερα σύρματα των οποίων το συνολικό μήκος καλύπτει την απόσταση Γης – Ήλιου πάνω από 5 φορές!

10 Β) ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ: Είναι «μηχανήματα» τα οποία θα «φωτογραφήσουν» τις τροχιές των σωματιδίων και θα ανιχνεύσουν νέα σωματίδια που ενδεχομένως θα προκύψουν από τις συγκρούσεις των δεσμών , όπως το Μποζόνιο Χιγκς. Υπάρχουν 6 ανιχνευτές για το «πείραμα», από τους οποίους οι 2 νεότεροι είναι κολοσσιαίων μεγεθών. Ο Ανιχνευτής ATLAS σε εικονική σύγκριση με το πενταώροφο Κτίριο στην είσοδο του CERN.

11

12 Ο ανιχνευτής ΑΤΛΑΣ έχει βάρος 7
Ο ανιχνευτής ΑΤΛΑΣ έχει βάρος τόνους (δηλαδή λίγο μεγαλύτερο από το βάρος του Πύργου του Άϊφελ στο Παρίσι)

13 ο ανιχνευτής CMS έχει βάρος 12

14 Tο σύστημα των 4 μεγαλύτερων ανιχνευτών του CERN.

15 γ) ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ: Πέρα από τα Κέντρα Ελέγχου και τα δεκάδες Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών και Η/Υ που υπάρχουν στο CERN υπάρχει δίκτυο Υπολογιστών διασπαρμένο σε δεκάδες Πανεπιστήμια που θα επεξεργάζονται τα δεδομένα του Πειράματος , στα πλαίσια ενός πρωτοποριακού Προγράμματος του GRID.

16 Δ) MIA ΠΟΛΙΤΕΙΑ άριστα οργανωμένη, με εξειδικευμένα εργαστήρια, ξενώνες, κέντρα διοίκησης, εστιατόρια, αμφιθέατρα, βιβλιοθήκες κλπ

17 ΤΙ ΘΑ ΓΙΝΕΙ ΣΤΟ «ΠΕΙΡΑΜΑ»;
Περί τα τέλη του 2008 – αν δεν υπάρξουν άλλα τεχνικά προβλήματα - σε μια ουσιαστική έναρξη του «Μεγάλου Πειράματος», ο Μεγάλος επιταχυντής Αδρονίων (LHC), θα επιταχύνει δύο δέσμες πρωτονίων, που θα κινηθούν κυκλικά στο τούνελ των 27 χιλιομέτρων, με αντίθετη φορά.

18 Μόλις οι δέσμες πιάσουν την ταχύτητα του φωτός, ή για την ακρίβεια το 99,999% της ταχύτητας του φωτός, θα εκτραπούν λίγο από την πορεία τους και θα συγκρουσθούν. Ανιχνευτής Επιταχυνόμενα Σωματίδια

19 Λίγο πριν συγκρουσθούν οι δέσμες πρωτονίων θα κάνουν 11
Λίγο πριν συγκρουσθούν οι δέσμες πρωτονίων θα κάνουν περιστροφές των 27 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Κάθε δέσμη θα περιέχει μικρότερες δεσμίδες (πακέτα). Κάθε πακέτο θα περιέχει 115 δισεκατομμύρια πρωτόνια και όλα αυτά σε πάχος μικρότερο από το πάχος μιας τρίχας!

20 Για να πετύχουμε αυτές τις επιδόσεις ταχύτητας και ενέργειας πρέπει να δημιουργηθεί:
1) Yψηλότατο κενό (10-13 atm) (10 φορές μικρότερη από την πίεση στην επιφάνεια της Σελήνης) 2) Να ψυχθούν τα δίπολα σε θερμοκρασίες που αγγίζουν το απόλυτο μηδέν! (1,9 K) Ιδιαίτερα υψηλές οι συνθήκες ακρίβειας, γι αυτό και μπορούν να επηρεασθούν από τους πλέον απίθανους παράγοντες (Βροχόπτωση, πέρασμα τραίνων κλπ)

21 Οι συγκρούσεις που θα πραγματοποιούνται στην καρδιά των τεσσάρων ανιχνευτών, θα είναι τόσο σφοδρές που με την τερατώδη ενέργεια των 14 Terra-eV (Tέρα-ηλεκτρονιοβόλτ) θα δημιουργήσουν τις ακραίες συνθήκες της Μεγάλης Έκρηξης και της δημιουργίας του Σύμπαντος! Οι Επιστήμονες προσδοκούν ότι στις συνθήκες αυτές η ύλη θα μας αποκαλύψει καλά κρυμμένα για αιώνες μυστικά της.

22 Η θερμοκρασία στην «περιοχή» σύγκρουσης των δεσμών θα είναι 100
Η θερμοκρασία στην «περιοχή» σύγκρουσης των δεσμών θα είναι φορές μεγαλύτερη από την θερμοκρασία του Ηλιακού πυρήνα και ένα από τα θερμότερα σημεία του Γαλαξία μας . Η ενέργεια αυτή, σύμφωνα με την εξίσωση του Einstein E=m.c2, μπορεί να μετατραπεί σε μάζα δημιουργώντας σωματίδια που δεν υπήρχε δυνατότητα να παραχθούν στο παρελθόν.

23 Με τους προηγούμενους Επιταχυντές είχαμε πετύχει πυκνότητα ενέργειας ίση με αυτή που είχε το πρώιμο Σύμπαν 1sec μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Με τις συνθήκες που θα δημιουργήσει ο LHC θα «δούμε» το πρώτο σκοτεινό δευτερόλεπτο και συγκεκριμένα έως sec όταν το Σύμπαν είχε θερμοκρασία oC.

24 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ Οι ανιχνευτές εκμεταλλευόμενοι τις διαφορετικές μάζες, ορμές, ενέργειες και ηλεκτρικό φορτίο των σωματιδίων, προσπαθούν να βρουν την ταυτότητά τους.

25 Ας φαντασθούμε τον ανιχνευτή σαν γιγαντιαίο «κρεμμύδι» με τρία φύλλα :
ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ ΤΡΟΧΙΑΣ ΑΔΡΟΝΙΚΟ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΑΛΟΡΙΜΕΤΡΟ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ ΜΙΟΝΙΩΝ

26 150 εκατομμύρια αισθητήρες θα παίρνουν μετρήσεις 40. 000
150 εκατομμύρια αισθητήρες θα παίρνουν μετρήσεις φορές το δευτερόλεπτο, ανιχνεύοντας συγκρούσεις πρωτονίων ανά δευτερόλεπτο. Μετά από φιλτράρισμα των συγκρούσεων «άνευ ενδιαφέροντος», θα αποθηκεύονται για ανάλυση περίπου συγκρούσεις ανά δευτερόλεπτο. Κάθε χρόνο θα αποθηκεύονται περίπου GB που αν εγγράφονταν σε κοινά CD , θα χρειάζονταν CD τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο που θα σχημάτιζαν στήλη ύψους 20 χιλιομέτρων.

27 Κάθε ανιχνευτής είναι εξειδικευμένος για μελέτη διαφορετικών αντικειμένων. Ο ATLAS (1700 Επιστήμονες) θα αναζητήσει το Μποζόνιο Higgs και τυχόν υπερσυμμετρικά συστατικά της σκοτεινής ύλης.

28 Ο CMS (2000 Επιστήμονες) χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία έντασης 4 tesla, δηλαδή φορές ισχυρότερα από το Γήινο, θα κάνει πειράματα ανάλογα με αυτά του ATLAS, αλλά με διαφορετικές τεχνικές.

29 Ο Φυσικός Στηβεν Χώκινς στο CERN
Ο ALICE (1000 Επιστήμονες) θα μελετήσει το πλάσμα κουάρκς-γκλουονίων μια μορφή ύλης που πιστεύεται ότι υπήρξε στο Σύμπαν από το 10ο μέχρι το 25ο δευτερόλεπτο της δημιουργίας του, πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο LHCb (650 Επιστήμονες) θα μελετήσει σωματίδια που ονομάζονται β-Μεσόνια και θα ερευνήσει τις διαφορές ανάμεσα σε ύλη και αντιύλη. Οι δύο μικρότεροι ανιχνευτές θα μετρήσουν την φωτεινότητα της σύγκρουσης και μεγέθη του πρωτονίου (ΤΟΤΕΜ) και θα αξιοποιήσουν τα σωματίδια που θα παραχθούν στον Επιταχυντή στην παραγωγή κοσμικών ακτίνων σε συνθήκες Εργαστηρίου (LHCf). Ο Φυσικός Στηβεν Χώκινς στο CERN

30 Οι 4 ανιχνευτές (ΑTLAS, CMS, ALICE και LHCb) και οι 2 μικρότεροι (TOTEM και LHCf), αφού καταγράψουν τα συμβάντα (συγκρούσεις), θα τα φιλτράρουν «πετώντας» τα αδιάφορα και θα τα στείλουν για επεξεργασία στο Παγκόσμιο δίκτυο GRID

31 Μέσα από πιο «Μηχανισμό» περάσαμε από την μη ύπαρξη στην ύπαρξη;
ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΖΗΤΟΥΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Τι έγινε το «σκοτεινό» πρώτο δευτερόλεπτο της δημιουργίας του Σύμπαντος πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια; Μέσα από πιο «Μηχανισμό» περάσαμε από την μη ύπαρξη στην ύπαρξη; Γιατί εξαφανίσθηκε η Αντιύλη από το Σύμπαν, ενώ θεωρείται ότι δημιουργήθηκε σε ίσες ποσότητες με την ύλη αρχικά;

32 Ποια είναι η προέλευση της μάζας; Θα επιβεβαιωθεί η Θεωρία των χορδών;
Υπάρχει το αινιγματικό σωματίδιο Higgs που δίνει μάζα σε ορισμένα σωματίδια , ενώ δεν δίνει σε κάποια άλλα; («Σωματίδιο του Θεού» το ονόμασαν , «Άγιο Δισκοπότηρο» της Φυσικής κάποιοι άλλοι) Ποια είναι η προέλευση της μάζας; Θα επιβεβαιωθεί η Θεωρία των χορδών; Τι είναι η «σκοτεινή» ύλη και η «σκοτεινή» ενέργεια;

33 Το Σύμπαν είναι τετραδιάστατο ή πολυδιάστατο;
Θα αποδειχθεί πειραματικά η ύπαρξη των Γκραβιτονίων που αποτελούν τους φορείς της πλέον προσιτής αλλά και πλέον ασθενούς δύναμης της βαρύτητας; Θα μπορέσουμε να φθάσουμε στην ενοποίηση των τεσσάρων βασικών δυνάμεων, δηλαδή της Ισχυρής, της Ηλεκτρομαγνητικής, της Ασθενούς και της Βαρύτητας;

34 ΠΟΣΟ ΑΣΦΑΛΕΣ ΕΊΝΑΙ ΤΟ «ΠΕΙΡΑΜΑ»;
Η Ομάδα Διαχείρισης Ασφάλειας του LHC (LSAG) ανανέωσε την ανάλυση που είχε κάνει το 2003 η Ομάδα Μελέτης Ασφάλειας του LHC που απαρτίζονταν από ανεξάρτητους Επιστήμονες. (Πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας, Ρώσικη Ακαδημία Επιστημών, CERN) Από το σημείο αυτό και πέρα περνάς μόνο με ανιχνευτή οφθαλμού.

35 Οι κυριότερες επιφυλάξεις που έχουν διατυπωθεί αφορούν:
Την δημιουργία από το LHC Κοσμικών ακτίνων. Την δημιουργία μικροσκοπικών Μελανών Οπών. Την δημιουργία Φυσαλίδων Κενού, δηλαδή μιας σταθερότερης για το Σύμπαν κατάστασης . Την δημιουργία μαγνητικών Μονόπολων που μπορούν να διασπάσουν τα πρωτόνια Τον πιθανό σχηματισμό «Παράξενης Ύλης» (Strangelet), για την οποία υπάρχει ο προβληματισμός μήπως αλληλεπιδράσει με την συνήθη ύλη και την μετατρέψει σε «παράξενη».

36 Η LSAG αντικρούει με επιστημονικά επιχειρήματα και μελέτες, όλες τις παραπάνω επιφυλάξεις, και άλλες ακόμη πιο απίθανες, τονίζοντας ιδιαίτερα το γεγονός ότι η ίδια η Φύση με τις Φυσικές Κοσμικές ακτίνες που βομβαρδίζουν καθημερινά τη Γη, δημιουργεί πολύ πιο ακραίες συνθήκες από αυτές του «Πειράματος». Αν υπήρχε όντως πρόβλημα η Γη θα έπρεπε να είχε ήδη καταστραφεί. Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να έχετε στην ίδια την έκθεση:

37 Οι Ελβετοί και οι Γάλλοι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε θέματα Περιβάλλοντος και παίρνουν δικές τους μετρήσεις ανεξάρτητα από το CERN. ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ CERN 20ης Ιουνίου 2008, ΣΧΕΤΙΚΟ ΜΕ ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Σταθμός μέτρησης ακτινοβολίας στο περιβάλλον

38 Το Παγκόσμιο δίκτυο (WWW) .
ΑΞΙΖΕ ΤΟΝ ΚΟΠΟ; Το CERN στο οποίο αναπτύσσεται το «Πείραμα» έχει προσφέρει ήδη στην Ανθρωπότητα πολλά «δώρα» που αποτελούν «παράπλευρες ωφέλειες» των θεωρητικών του ερευνών. Το Παγκόσμιο δίκτυο (WWW) . Νοσοκομειακοί Επιταχυντές, Αξονικοί τομογράφοι και Σύγχρονες Διατάξεις που χρησιμοποιεί η Ιατρική Επιστήμη . Ήδη χρησιμοποιούνται επιταχυντές Πρωτονίων για αποτελεσματική αντιμετώπιση καρκινικών όγκων. Η τεχνική εμφύτευσης δέσμης ιόντων χρησιμοποιείται στις μηχανές αεροσκαφών αλλά και στην εμφύτευση τεχνητών ανθρώπινων μελών. Η τεχνολογία των επιταχυντών σωματιδίων βοηθά σε πολλές ακόμη περιπτώσεις όπως στην αποκωδικοποίηση της δομής των ιών, στην αποικοδόμηση μακρόβιων πυρηνικών αποβλήτων σε αβλαβή υλικά κλπ…

39 ΤΟ ΠΙΟ ΜΕΓΑΛΟ ΩΦΕΛΟΣ Ανεξάρτητα από τα προσδοκώμενα οφέλη, το «Μεγάλο Πείραμα» έφερε κοντά επιστήμονες απ’ όλο τον κόσμο, που πρόσφεραν το Πνευματικό τους δυναμικό στην πιο περίπλοκη επιστημονική συνεργασία που έγινε ποτέ. Το «Πείραμα» επομένως, στην ταραγμένη εποχή που ζούμε, αποτελεί πρότυπο διεθνούς συνεργασίας και καλής θέλησης, κάτι που το έχουμε περισσότερο ανάγκη από ποτέ.