To CERN ανακάλυψε το πρώτο νέο σωματίδιο

Θα συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση των δυνάμεων της φύσης

Ο μεγάλος υπόγειος επιταχυντής του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), στα γαλλο-ελβετικά σύνορα, για πρώτη φορά από τότε που τέθηκε σε λειτουργία το 2009 πραγματοποίησε την πρώτη του ξεκάθαρη παρατήρηση ενός άγνωστου μέχρι τώρα υποατομικού σωματιδίου, το οποίο ονομάστηκε Chi_b (3P).

Η ανακάλυψη, που θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τις δυνάμεις που συγκροτούν και συγκρατούν την ύλη, δεν έχει ακόμα δημοσιευτεί επισήμως, αλλά έχει ήδη γίνει η σχετική προδημοσίευση στον επιστημονικό διαδικτυακό τόπο Arxiv, σύμφωνα με το BBC.

Το νέο σωματίδιο αποτελεί μια περισσότερο διεγερμένη κατάσταση των σωματιδίων Chi που έχουν ήδη ανιχνευθεί σε προηγούμενες συγκρούσεις σωματιδίων, σύμφωνα με τον καθηγητή Ρότζερ Τζόουνς του πειράματος Atlas του CERN.

To νέο σωματίδιο αποτελείται από ένα «beauty» κουάρκ και ένα «beauty» αντι-κουάρκ, που είναι συνδεδεμένα. Η δύναμη που συνδέει αυτά τα δύο (το κουάρκ και το αντι-κουάρκ) είναι η ισχυρή πυρηνική δύναμη, συνεπώς η ανακάλυψη του νέου σωματιδίου ρίχνει περισσότερο φως σε αυτή τη θεμελιώδη δύναμη της φύσης, η οποία επίσης συγκρατεί τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες.

Εδώ και χρόνια οι επιστήμονες πίστευαν ότι υπήρχε αυτή η πιο διεγερμένη κατάσταση των σωματιδίων Chi, αλλά έως τώρα δεν είχαν καταφέρει να τη δουν.

Τώρα, οι επιστήμονες προσδοκούν να «πιάσουν μεγαλύτερα ψάρια», επιβεβαιώνοντας οριστικά και πέραν κάθε αμφιβολίας την ύπαρξη του σωματιδίου του Χιγκς εντός του 2012.

Το μποζόνιο του Higgs (ή σωματίδιο του Θεού) μάλλον βρέθηκε στο CERN!

Το φανταστικό μποζόνιο του Higgs (ή σωματίδιο του Θεού) φαίνεται ότι τελικά μάλλον βρέθηκε, στο παρά πέντε της απόφασης ότι τελικά δεν υπάρχει… Αν τελικά το γεγονός επαληθευτεί θα πρόκειται για ένα θρίαμβο για τα μοντέλα πρόβλεψεων της θεωρητικής φυσικής!

Οι φυσικοί συνήθως απαιτούν ένα επίπεδο εμπιστοσύνης στα πειράματά τους, το οποίο σε κάθε άλλη ανθρώπινη δραστηριότητα (συμπεριλαμβανόμενων και των άλλων επιστημών) θα θεωρείτο υπερβολικά υψηλό, έως και αστείο. Το επίπεδο αυτό λέει ότι η πιθανότητα ενός αποτελέσματος να είναι λάθος θα πρέπει να είναι 1 στα 3.5 εκατομμύρια.

Από νέα πειράματα που έγιναν στο CERN, δηλαδή στο μεγαλύτερο εργαστήριο στον κόσμο για τη σωματιδιακή φυσική και συγκεκριμένα στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), με αξία που ανέρχεται σε πολλά δισεκατομμύρια δολάρια, προέκυψαν κάποια νέα αποτελέσματα, τα οποία από μόνα τους δεν φτάνουν στο επίπεδο εμπιστοσύνης που ζητούν για τα συγκεκριμένα πειράματα.

Αυτό όμως που ενθουσίασε τους φυσικούς του CERN, είναι ότι προέκυψαν πανομοιότυπα αποτελέσματα από δύο πειράματα που έγιναν στον επιταχυντή LHC, όταν οι συνθήκες και ο τρόπος διεξαγωγής μεταξύ των δύο πειραμάτων ήταν εντελώς διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτή η αναπάντεχη σύμπτωση δείχνει πλέον με βάσιμο τρόπο ότι τελικά ανακάλυψαν αυτό που πραγματικά έψαχναν!

economist

Καταρρίφθηκε η θεωρία του Einstein; To CERN ισχυρίζεται πως μέτρησε ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός!

Ένας από τους βασικότερους πυλώνες της σύγχρονης φυσικής αλλά και της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Albert Einstein ότι δηλαδή τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός φαίνεται πως γκρεμίστηκε σήμερα στο CERN.


Οι επιστήμονες που εργάζονται στο μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδιακής φυσικής ανακοίνωσαν σήμερα πως μπόρεσαν και μέτρησαν την ταχύτητα κάποιων νετρίνο και διαπίστωσαν πως αυτά κινούνταν με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός. Τι μπορεί να σημαίνει αυτό; Ότι η περίφημη θεωρεία της ειδικής σχετικότητας του Einstein δηλαδή το E = mc2 δεν ισχύει!


«Το αίσθημα που έχουν οι περισσότεροι εδώ είναι ότι δεν μπορεί να είναι σωστό, δεν μπορεί να είναι αληθινό», λέει ο James Gillies εκπρόσωπος του CERN που βρίσκεται έξω από τη Γενεύη. 
Ο ίδιος πρόσθεσε μιλώντας στο Associated Press ότι όλες οι μετρήσεις μέχρι στιγμής ΄έχουν καταπλήξει τους ερευνητές και όλοι ζητούν από άλλους συναδέλφους τους να διασταυρώσουν και να επιβεβαιώσουν τα στοιχεία αυτά.

«Καλούν την ευρύτερη επιστημονική κοινότητα να κοιτάξει τι έχουμε κάνει εδώ και πραγματικά να αναλύσουν με κάθε λεπτομέρεια τα αποτελέσματα των πειραμάτων αλλά και οποιανδήποτε στον κόσμο να μπορέσει να επαναλάβει τις μετρήσεις μας»¨είπε ακόμη ο Gillies.
Μάλιστά επιστήμονες στο «ανταγωνιστικό» επιταχυντή Fermilab στο Σικάγο έχουν ήδη δηλώσει ότι θα πραγματοποιήσουν το πείραμα του CERN με τα ίδια δεδομένα.

«Είναι ένα πραγματικό σοκ», εξηγεί ο Stephen Parke ένας από τους κορυφαίους επιστήμονες στο Fermilab ο οποίος δεν έχει κάποια συνεργασία με το CERN «πρόκειται σίγουρα να μας προκαλέσει προβλήματα, καμία αμφιβολία για αυτό, εάν είναι αλήθεια».
Η επιστημονική κοινότητα εξέφρασε πάντως τον σκεπτικισμό της για το εύρημα του CERN. Ο επικεφαλής του τμήματος φυσικής του πανεπιστημίου του Maryland Drew Baden αποκάλεσε την είδηση αυτή κάτι σαν «το ιπτάμενο χαλί» δηλαδή κάτι που είναι τόσο απίστευτο για να γίνει πιστευτό.

Η ομάδα όμως του CERN επιμένει πως μια ακτίνα νετρίνων «ταξίδεψε» στον επιταχυντή 60 νανοδευτερόλεπτα γρηγορότερα από την απόλυτη ταχύτητα του φωτός ήτοι 299,792 χλμ. το δευτερόλεπτο. Ακόμη και εάν σε αυτό συνυπολογισθεί ένα στατιστικό λάθος των 10 νανοδευτερολέπτων η συγκεκριμένη ακτίνα των  νετρίνων εξακολουθούν να είναι γρηγορότερα από το φως.
Οι επιστήμονες του CERN πάντως κοιτούν προς την πλευρά των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας ώστε να διασταυρώσουν τα ευρήματά τους.

«Το Fermilab του Σικάγο θα μπορούσε να διεξάγει ένα παρόμοιο πείραμα» λέει στο AP ο Έλληνας επιστήμονας Σταύρος Κατσανέβας ο οποίος έχει τη θέση του υποδιευθυντού στο  Γαλλικό Ινστιτούτο πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής και έρευνας. Το γαλλικό ινστιτούτο συνεργάστηκε με το ιταλικό εργαστήριο Gran Sasso National Laboratory για την πραγματοποίηση του πειράματος στο CERN.
O Σ. Κατσανέβας είπε ακόμη ότι βοήθεια μπορεί να προσφέρει και το ανάλογο πείραμα T2K στην Ιαπωνία αν και προς το παρών είναι εκτός λειτουργίας εξαιτίας του πρόσφατου σεισμού της 11ης Μαρτίου.

CERN: Κανένα ίχνος ακόμα από τις μίνι μαύρες τρύπες!

Ο ανιχνευτής CMS (Compact Muon Solenoid), ο οποίος διεξάγει ένα από τα τέσσερα μεγάλα πειράματα του υπόγειου επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ολοκλήρωσε την πρώτη φάση των ερευνών του για τον εντοπισμό μικροσκοπικών μαύρων τρυπών, που μπορεί να παραχθούν από τις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πρωτονίων, και το αποτέλεσμα ήταν…μηδέν.

Όπως αναφέρεται σε ανακοίνωση του CERN και στο New Scientist, οι φυσικοί που εργάζονται στο πείραμα CMS, δεν βρήκαν καθόλου στοιχεία για τη δημιουργία μίνι-μαύρων οπών. Η παραγωγή τους πλέον αποκλείστηκε για μάζες μέχρι 3,5 έως 4,5 TeV (δέκα εις τη δωδεκάτη ηλεκτρονιοβόλτ) και αυτός ο αποκλεισμός ισχύει για μια ποικιλία θεωρητικών μοντέλων.

Οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες (που μερικοί φοβούνται ότι μπορεί να…καταπιούν τη Γη) προβλέπονται σε ορισμένες θεωρίες φυσικών, που προσπαθούν να ενοποιήσουν τη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν και την Κβαντομηχανική, προτείνοντας την ύπαρξη «διπλωμένων» πρόσθετων διαστάσεων, πέρα από τις τρεις γνωστές του χώρου και την τέταρτη του χρόνου.

Στις υψηλές ενέργειες που λειτουργεί ο επιταχυντής του CERN, αυτά τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν ότι τα σωματίδια μπορεί να συγκρούονται τόσο «στενά», ώστε να είναι ευαίσθητα σε αυτές τις υποθετικές έξτρα διαστάσεις. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα συγκρουόμενα σωματίδια μπορεί να αλληλεπιδρούν βαρυτικά με ισχύ ανάλογη των άλλων θεμελιωδών δυνάμεων (της ηλεκτρομαγνητικής, της ασθενούς πυρηνικής και της ισχυρής), με συνέπεια να είναι -θεωρητικά- δυνατό τα δύο σωματίδια να δημιουργήσουν μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα.

Αν κάτι τέτοιο συνέβαινε (και τα νέα δεδομένα δεν το έχουν αποδείξει, ακόμα τουλάχιστον), τότε μια τέτοια μίνι-μαύρη τρύπα θα εξαφανιζόταν αμέσως, παράγοντας μια διακριτή ροή υποατομικών σωματιδίων κανονικής ύλης. Ο υψηλής ακρίβειας ανιχνευτής CMS ψάχνει ακριβώς για «υπογραφές» τέτοιων σωματιδίων που θα δημιουργούνταν από μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα και έχει καταγράψει όλες τις συγκρούσεις πρωτονίων που έγιναν το 2010 με συνολική ισχύ 7 TeV (3,5 TeV για κάθε συγκρουόμενη ακτίνα πρωτονίων). Όμως, σύμφωνα με τη σχετική επιστημονική ανακοίνωση που θα δημοσιευτεί επίσημα στο περιοδικό φυσικής «Physics Letters B», ο CMS δεν έχει βρει κανένα ίχνος μαύρης τρύπας προς το παρόν.

Το πείραμα CMS θα συνεχίσει τις έρευνές του από τις αρχές του 2011, όταν ο επιταχυντής του CERN επαναλειτουργήσει μετά από μια σύντομη διακοπή για τεχνικούς λόγους. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν την πιθανότητα ύπαρξης παραπάνω διαστάσεων, καθώς οι μίνι-μαύρες τρύπες ίσως μπορούν να παραχθούν σε ακόμα υψηλότερες ενέργειες, στις οποίες θα λειτουργήσει ο επιταχυντής του CERN στο μέλλον. Σίγουρα όμως ο εντοπισμός των έξτρα διαστάσεων γίνεται πλέον πιο δύσκολος.

www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

ΑΤΟΜΑ ΑΝΤΙΥΛΗΣ ΚΑΤΑΦΕΡΕ ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ ΦΟΡΑ ΝΑ ΠΑΓΙΔΕΥΣΕΙ ΤΟ CERN!

Πώς μπορεί κανείς να μελετήσει κάτι που εξαϋλώνεται ακαριαία όταν τοποθετηθεί σε οποιοδήποτε δοχείο; Χρησιμοποιώντας μια ειδική μαγνητική παγίδα, απαντούν ερευνητές του CERN. Κατάφεραν έτσι να συλλάβουν μερικά άτομα αντιυδρογόνου, ενός πολύτιμου υλικού που προσφέρει στοιχεία για τις θεμελιώδεις αρχές του Σύμπαντος.«Είμαστε εκστασιασμένοι. Το καταφέραμε έπειτα από πέντε χρόνια σκληρής δουλειάς» δήλωσε ο Τζέφρι Χάνγκστ, εκπρόσωπος του πειράματος ALPHA, σχολιάζοντας την εξέλιξη στο περιοδικό Nature όπου δημοσιεύονται τα αποτελέσματα...

Η αντιύλη είναι όμοια με την ύλη σε όλα τα χαρακτηριστικά της εκτός από ένα: αποτελείται από σωματίδια με αντίθετα φορτία. Τα πρωτόνια που βρίσκονται στον πυρήνα των κανονικών ατόμων είναι φορτισμένα θετικά, ενώ τα αντιπρωτόνια της αντιύλης αρνητικά. Ομοίως, το αντι-ηλεκτρόνιο της αντιύλης, γνωστό και ως ποζιτρόνιο, έχει θετικό φορτίο και όχι αρνητικό όπως το ηλεκτρόνιο.Θεωρητικά, ολόκληρα πλανητικά συστήματα και ζωντανά όντα θα μπορούσαν να αποτελούνται από αντιύλη. Όμως το παράξενο αυτό υλικό απουσιάζει από τον κόσμο γύρω μας, αφού, αν ερχόταν σε επαφή με την κανονική ύλη, θα εξαφανιζόταν μαζί της σε μια λάμψη υψηλής ενέργειας.

Η αντιύλη φαίνεται όμως να απουσιάζει όχι μόνο από τη γειτονιά μας αλλά και από ολόκληρο το Σύμπαν. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η γέννηση του Σύμπαντος δημιούργησε περισσότερη ύλη παρά αντιύλη. Η μελέτη του αντιυδρογόνου αναμένεται να αποκαλύψει στο μέλλον γιατί συνέβη αυτό, ή, όπως το ονομάζουν οι φυσικοί, γιατί υπάρχει αυτή η παρατηρούμενη ασυμμετρία ύλης-αντιύλης.Εφόσον καταφέρουν να παγιδεύσουν λίγο περισσότερα άτομα αντιυδρογόνου, οι ερευνητές θα προσπαθήσουν επίσης να εξακριβώσουν αν οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που δρουν στην αντιύλη είναι ίδιες με αυτές που δέχεται η ύλη όπως την ξέρουμε. Αυτό θα επιβεβαίωνε μια πρόβλεψη του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής, η οποία, αν και ακούγεται λογική, ουδέποτε έχει επιβεβαιωθεί.

Ένα άλλο σχετικό πείραμα του CERN, με την ονομασία ΑΕGIS, θα εξετάσει αν η ύλη και η αντιύλη αντιδρούν όντως με τον ίδιο τρόπο στη βαρύτητα.Συλλαμβάνοντας τους ύποπτουςTo δύσκολο για τη διεθνή ερευνητική ομάδα του ALPHA δεν ήταν να δημιουργήσει αντιάτομα -περίπου 50.000 άτομα αντιυδρογόνου είχαν παραχθεί σε μια προηγούμενη προσπάθεια το 2002. Σε εκείνη την περίπτωση, όμως, η αντιύλη αντέδρασε με τα γειτονικά άτομα ύλης και εξαφανίστηκε ακαριαία.Η λύση ήταν να δημιουργηθεί ένα δοχείο που κρατά τα αντιάτομα αιωρούμενα εν κενώ, χωρίς να την αφήνει να έρθει σε επαφή με τα τοιχώματα.Αυτό είναι εύκολο να γίνει με τα επιμέρους συστατικά των αντιατόμων, τα ποζιτρόνια και τα αντιπρωτόνια, επειδή τα σωματίδια αυτά είναι φορτισμένα και μπορούν να διατηρηθούν αιωρούμενα με τη χρήση ηλεκτρικών πεδίων.Το αντιυδρογόνο, όμως, είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και δεν μπορεί να παγιδευτεί έτσι απλά. Επηρεάζεται όμως από τα μαγνητικά πεδία επειδή τα συστατικά της έχουν μια ιδιότητα που ονομάζεται σπιν. 

Οι ερευνητές δημιούργησαν έναν οκταπολικό μαγνήτη, του οποίου το πεδίο ήταν ισχυρότερο κοντά στα τοιχώματα της παγίδας και εξασθενεί προς το κέντρο του. Αυτό ανάγκασε τα άτομα αντι-υδρογόνου να συγκεντρωθούν στο κέντρο της παγίδας, όπου και επέζησαν για 170 millisecond πριν τελικά εξαφανιστούν.Έπειτα από 335 απόπειρες, οι ερευνητές κατάφεραν να παγιδεύσουν με αυτή τη μέθοδο συνολικά 38 μεμονωμένα άτομα αντιυδρογόνου.
Το επίτευγμα είναι εντυπωσιακό, ωστόσο η απειροελάχιστη αυτή ποσότητα αντιυδρογόνου δεν επαρκεί για τη μελέτη του -οι ερευνητές εκτιμούν ότι η παγίδα πρέπει να περιέχει γύρω στα 100 αντιάτομα κάθε φορά.Οι ερευνητές του ALPHA θα συνεχίσουν τις προσπάθειες, έχουν όμως να αντιμετωπίσουν τον ανταγωνισμό του ATRAP, ενός άλλου πειράματος στο CERN που επιχειρεί να δημιουργήσει άτομα αντιυδρογόνου που κινούνται με χαμηλότερες ταχύτητες και παγιδεύονται έτσι πιο εύκολα.«Αντί να προσπαθούμε να δείξουμε ότι μπορούμε να κρατάμε περιορισμένα 18 άτομα για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, αναπτύσσουμε μεθόδους ώστε να παράξουμε και να παγιδεύσουμε μεγαλύτερους αριθμούς ψυχρών ατόμων» εξήγησε στο περιοδικό ο Τζέραλντ Γκάμπριελς, εκπρόσωπος του ATRAP.«Μένει να δούμε ποια προσέγγιση θα αποφέρει καρπούς» σχολίασε.