CERN

Τι είναι η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων?

Η Φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων είναι ένας κλάδος της φυσικής που μελετά τα στοιχειώδη σωματίδια που συγκροτούν την ύλη καθώς και την συμπεριφορά , και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Λέγεται επίσης και φυσική υψηλών ενεργειών καθώς πολλά στοιχειώδη σωματίδια δεν υφίστανται υπό τις συμβατικές συνθήκες που συναντάμε στην φύση όπως την γνωρίζουμε στον πλανήτη μας αλλά μπορούν να δημιουργηθούν και να ανιχνευτούν μέσω ενεργειακών κρούσεων

Καθιερωμένο πρότυπο

Το καθιερωμένο πρότυπο εξηγεί το γεγονός ότι τα σωματίδια που μεταφέρουν τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις δεν έχουν μάζα . Ενώ τα σωματίδια που συνδέονται με την ραδιενέργεια έχουν πολύ μεγάλες μάζες.

Τι είναι το cern?

To cern είναι το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής , το μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο του είδους του. Τα κράτη μέλη έχουν αυξηθεί σήμερα σε 20. Το Εργαστήριο βρίσκεται πάνω στα Γαλλοελβετικά σύνορα ,δυτικά της Γενεύης, στους πρόποδες της οροσειράς του Ιούρα. Περίπου 6.500 επιστήμονες ,χρησιμοποιούν τις εγκαταστάσεις του Cern. Οι επιστήμονες αυτοί εκπροσωπούν 500 πανεπιστήμια και πάνω από 80 εθνικότητες.

Πείραμα του αιώνα

Το πείραμα του αιώνα είναι το σύνολο των εξής 4 πειραμάτων (ALICE, ATLAS,CMS,LCHb). Στον καθένα από αυτά, επιστήμονες από όλο τον κόσμο καταγράφουν τα σωματίδια που παράγονται από τις συγκρούσεις και κάνουν ανάλυση δεδομένων μέσα από την οποία προκύπτουν νέα σωματίδια ή όχι.

Τι είναι ο ανιχνευτής LHC?

Ο LHC είναι ο τελευταίος και περισσότερο ισχυρός από μια σειρά επιταχυντές σωματιδίων οι οποίοι ,τα τελευταία 70 χρόνια μας έχουν επιτρέψει να διεισδύσουμε όλο και βαθύτερα στην καρδιά της ύλης και να πάμε όλο και πιο πίσω προς την αρχή του Σύμπαντος. Ο LCH θα επιταχύνει δυο δέσμες σωματιδίων σε αντίθετες κατευθύνσεις σε μια περιφέρεια 27 χιλιομέτρων και θα δημιουργήσει περίπου 1.000.000.000 συγκρούσεις με ασύλληπτες ενέργειες.

ΜΑΓΝΗΤΕΣ

Οι υπεραγωγιμοι μαγνήτες αποτελούν τις πιο εξελιγμένες τεχνολογικές κατασκευές στον επιταχυντή LCH.Υπεραγωγιμότητα είναι η ιδιαιτερότητα ορισμένων υλικών να άγουν τα ηλεκτρικά ρεύματα με σχεδόν μηδενική αντίσταση , όταν βρεθούν σε περιβάλλον πολύ χαμηλής θερμοκρασίας όπως 1,9Κ χαμηλότερη από αυτην του διαστήματος.

Σε πόσα σημεία του LCH συγκρούονται οι δυο δέσμες πρωτονίων και υπάρχουν καταγραφικά συστήματα όπου πραγματοποιούνται τα 4 υποπειράματα ?

Τα πρωτόνια συγκρούονται μεταξύ τους σε 4 σημεία του επιταχυντή όπου υπάρχουν τεράστιοι επιταχυντές. Στους υπεραγωγιμους δακτυλίους του LHC τα πρωτόνια συγκρούονται σε πυκνές δέσμες με σκοπό να επιταχύνονται όσο το δυνατόν περισσότερες συγκρούσεις. Τα πρωτόνια πριν μπουν στον επιταχυντή LHC δεν προεπιτυχάνονται από άλλους επιταχυντές μικρότερης ενέργειας.

ALICE

Ο κύριος σκοπός του ALICE (A Large Ion Collider Experiment) είναι να μελετήσει τις ιδιότητες της ύλης που δημιουργείται κατά τη διάρκεια συγκρούσεων βαρέων πυρήνων, όπως αυτός του μόλυβδου, στην εξαιρετικά υψηλή ενέργεια του LHC. Η προσδοκία είναι ότι αυτή η κατάσταση θα είναι παρόμοια με την αρχέγονη κατάσταση της ύλης που ονομάζεται πλάσμα Quark-Gluon και που, σύμφωνα με την Θεωρία του Καθιερωμένου Μοντέλου, υπήρξε αμέσως μετά από το Big-Bang.

CMS

ΑΤLAS

http://www.atlas.ch/multimedia/html-nc/feature-episode1.htmlΟ ανιχνευτής ATLAS (αρκτικόλεκτο του A Toroidal LHC ApparatuS, δηλαδή μια δακτυλιοειδής συσκευή του LHC) ανιχνεύει τα προϊόντα της σύγκρουσης των πρωτονίων. Στο κέντρο του ATLAS, συγκρούονται δύο δεσμίδες πρωτονίων (με 100 δισεκατομμύρια πρωτόνια η κάθε μια), οι οποίες έχουν ήδη επιταχυνθεί με αντίθετες κατευθύνσεις μέσα στον επιταχυντή LHC. Επομένως, δεν μπορεί να προβλεφθεί ποιο τμήμα ενός πρωτονίου θα συγκρουσθεί με κάποιο τμήμα του άλλου πρωτονίου ούτε ποιο πρωτόνιο συγκρούεται. Κατά τη σύγκρουση τα πρωτόνια μιας δεσμίδας μπορεί να αλληλοεπιδράσουν ασθενώς με αυτά της άλλης δεσμίδας (οπότε απλά αλλάζουν πορεία), αλλά μπορεί επίσης να αλληλεπιδράσουν ισχυρά, να "σπάσουν" (δηλαδή να μην αναγνωρίζονται πλέον ως πρωτόνια). Στη δεύτερη περίπτωση δημιουργούνται νέα σωματίδια. Από την πληροφορία των νέων σωματιδίων, οι φυσικοί μπορούν να περιγράψουν τα φυσικά φαινόμενα που συνέβησαν κατά τη σύγκρουση. Φυσικά, η πληροφορία αυτή είναι αξιοποιήσιμη όταν γίνει κατανοητή η λειτουργία του ανιχνευτή. Οπότε, ας εστιάσουμε τώρα στο θέμα αυτό.

LHCb

Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ομορφιά πείραμα (LHCb) ειδικεύεται στη διερεύνηση των μικρών διαφορών μεταξύ ύλης και αντιύλης, μελετώντας ένα είδος σωματιδίου που ονομάζεται "κουάρκ", ή "β κουάρκ".Αντί να περιβάλλει ολόκληρο το σημείο της σύγκρουσης με κλειστό ανιχνευτή όπως κάνουν οι ATLAS και CMS, LHCb Το πείραμα χρησιμοποιεί μια σειρά από υπο-ανιχνευτές για την ανίχνευση σωματιδίων, κυρίως προς τα εμπρός - εκείνες που ρίχνονται προς τα εμπρός από τη σύγκρουση σε μια κατεύθυνση. Η πρώτη subdetector είναι τοποθετημένο κοντά στο σημείο σύγκρουσης, με τα άλλα μετά από μία πίσω από την άλλη πάνω από ένα μήκος των 20 μέτρων.

Ευρωπαίκη Ομάδα Εκλαικευσης

Η Ελληνική Εταιρία Σπουδών Φυσικής Υψηλών Ενεργειών (ΕΕΣΦΥΕ) συμμετέχει ενεργά στη προσπάθεια που ξεκίνησε από τις αρχές του 1998 το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Φυσικής Σωματιδίων, CERN, με στόχο τη διάδοση στο ευρύ κοινό της έρευνας και των επιτεύξεων του τομέα των Στοιχειωδών Σωματιδίων. Για το σκοπό αυτό ιδρύθηκε στο CERN η λεγόμενη Ευρωπαϊκή Ομάδα Εκλαΐκευσης Φυσικής Σωματιδίων (European Particle Physics Outreach Group, EPPOG) με αντίστοιχες εθνικές ομάδες σε κάθε κράτος-μέλος του Οργανισμού. Η Ελληνική Ομάδα Εκλαΐκευσης αποτελεί το Ελληνικό τμήμα αυτής της προσπάθειας.