Το 2008 αναμένεται να είναι ένα πολύ ενδιαφέρον έτος, τόσο για τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων (μικροφυσική) όσο και για την κοσμολογία (μακροφυσική). Στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών της Γενεύης, το περίφημο CERN, είναι όλα έτοιμα για να τεθεί σε λειτουργία ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων πάνω στη Γη.
Οι φυσικοί επιστήμονες σε όλο τον κόσμο περιμένουν με κομμένη την ανάσα να τεθεί σε λειτουργία, κατά τον Ιούνιο, ο LHC (Large Hadron Collider): ο περιβόητος Μεγάλος Επιταχυντής Ανδρονίων, η πειραματική μεγαμηχανή που κατασκευάστηκε στα σύνορα μεταξύ Ελβετίας και Γαλλίας. Πρόκειται για μια υπόγεια κυκλική σήραγγα, ένα μακρύ δακτυλίδι μήκους 27 χιλιομέτρων και βάθους 100-150 μέτρων κάτω από τα γραφικά λιβάδια της περιοχής. Βασιζόμενοι στον LHC, τον πιο ισχυρό και περίπλοκο επιταχυντή σωματιδίων που δημιουργήθηκε ποτέ, οι ερευνητές ελπίζουν να βρουν κάποιες απαντήσεις σε μια σειρά από θεμελιώδη, αλλά ακόμη αναπάντητα, ερωτήματα της Φυσικής.
Η μεγάλη ανυπομονησία για τα αποτελέσματα που θα προκύψουν από αυτό το επονομαζόμενο «πείραμα του αιώνα» συνοδεύεται όμως και από έντονη ανησυχία. Αυτή η πολύπλοκη «μηχανή της αλήθειας» θα επιβεβαιώσει ή θα διαψεύσει, οριστικά και αμετάκλητα, αρκετές τολμηρές θεωρίες για τη βασική δομή του Σύμπαντος, ενώ κάποιοι, ευτυχώς ελάχιστοι, ήδη ανησυχούν και κινδυνολογούν για τις συνέπειες που ενδέχεται να έχει η πραγματοποίηση αυτού του πειράματος.
Γκραν πρι μικροσωματιδίων
Σήμερα, δέκα χρόνια μετά το σχεδιασμό και την εξεύρεση πόρων για την κατασκευή του, ο Μεγάλος Επιταχυντής Ανδρονίων είναι έτοιμος να τεθεί σε λειτουργία. Η κατασκευή του στοίχισε πάνω από 6 δισεκατομμύρια ευρώ και αποτελείται από 7 χιλιάδες υπεραγώγιμους μαγνήτες ικανούς να δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης. Οι γιγάντιοι αυτοί μαγνήτες βρίσκονται μέσα σε κυλινδρικούς σωλήνες που μπορούν να ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (-271,25ο C): αυτή η θερμοκρασία κάτω από το απόλυτο μηδέν είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη λειτουργία των μαγνητών, για να διατηρούνται δηλαδή στην υπεραγώγιμη κατάσταση.
Τι ακριβώς θα κάνει ο «τερατώδης» επιταχυντής; Ούτε λίγο ούτε πολύ θα αναπαραγάγει τις ακραίες συνθήκες που επικρατούσαν στο Σύμπαν κατά τις πρώτες στιγμές της ύπαρξής του. Μέσα σε αυτή την κυκλική σήραγγα οι επιστήμονες θα δημιουργήσουν δύο παράλληλες δέσμες πρωτονίων, των σωματιδίων που ως γνωστόν μαζί με τα νετρόνια συγκροτούν τους πυρήνες όλων των ατόμων. Κάθε μία από αυτές τις δέσμες πρωτονίων θα αποτελείται από 300.000 δισεκατομμύρια από αυτά τα σωματίδια: ο τεράστιος αυτός αριθμός θα παράγεται από τον επιταχυντή σε 2.808 «πακέτα» πρωτονίων που θα ταξιδεύουν σαν τα βαγόνια ενός τρένου σε απόσταση 7,5 μέτρων το ένα από το άλλο. Οι γιγάντιοι μαγνήτες εξυπηρετούν αυτόν ακριβώς το σκοπό: να εξαναγκάσουν τα πρωτόνια να κινούνται σε μια ορισμένη πορεία χωρίς να συγκρούονται στα τοιχώματα της σήραγγας!
Πράγματι, αυτά τα «τρενάκια» πρωτονίων θα ταξιδεύουν με ιλιγγιώδεις ταχύτητες (πολύ κοντά σε αυτή του φωτός) και, σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, θα τα αναγκάσουν να συγκρουστούν μεταξύ τους σε τέσσερα προκαθορισμένα σημεία του κυκλικού επιταχυντή. Στις τέσσερις αυτές θέσεις έχουν τοποθετηθεί περίπλοκες και εξαιρετικά ευαίσθητες ανιχνευτικές συσκευές που θα καταγράφουν λεπτομερώς ό,τι θα συμβεί.
Ισως σκεφθεί κανείς ότι αυτές οι τρομακτικές συγκρούσεις πρωτονίων εμπλέκουν και απελευθερώνουν τεράστια ποσά ενέργειας, ευτυχώς όμως η πραγματικότητα είναι κάπως διαφορετική. Κάθε πρωτόνιο περικλείει ενέργεια όχι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν που εκλύεται όταν ένα κουνούπι πέφτει με φόρα πάνω σε έναν τοίχο. Δεδομένου όμως ότι ένα πρωτόνιο είναι χίλια δισεκατομμύρια φορές μικρότερο από ένα κουνούπι, η ενέργεια που περικλείει και που εκλύεται μετά τη σύγκρουση των πρωτονίων είναι τόσο μεγάλη, ώστε μετασχηματίζεται ακαριαία σε ύλη, δηλαδή σε πολλά νέα στοιχειώδη σωματίδια.
Σε αυτό ακριβώς το σημείο αρχίζει η δουλειά των ερευνητών. Με τη βοήθεια των νέων γιγάντιων και υπερευαίσθητων ανιχνευτών (βλ. φωτογραφία), ελπίζουν να ανιχνεύσουν τα σωματίδια, των οποίων η ύπαρξη, μολονότι προβλέπεται από τη θεωρία, δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί.