αγριμολογος

Εδώ όπου εφευρέθηκε το διαδίκτυο που όλοι σήμερα απολαμβάνουμε…

Επιταχυντής της επιστήμης

Το ρεπορτάζ/αφιέρωμα της Ελένης Χατζηχρήστου Δρ. Αστροφυσικής στην Καθημερινή με τίτλο «Το CERN από το άλφα ως το ωμέγα» επιβάλλεται να διαβαστεί ευρέως. Δίχως επιστήμη δεν υπάρχει Πολιτισμός και δίχως πολιτισμό δεν μπορεί να αναπτυχθεί η γνώση της επιστήμης.

– Τι είναι το CERN
«Ο Οργανισμός θα παρέχει συνεργασία μεταξύ των ευρωπαϊκών κρατών στην πυρηνική έρευνα με ένα καθαρό, επιστημονικό και θεμελιώδη χαρακτήρα καθώς και στην έρευνα και τις επεκτάσεις της που συνδέονται ουσιαστικά με την αρχική. Ο Οργανισμός δεν θα έχει καμία σχέση με εργασία για στρατιωτικές απαιτήσεις και τα αποτελέσματα της πειραματικής και θεωρητικής εργασίας θα δημοσιεύονται ή αλλιώς θα καθίστανται γενικώς διαθέσιμα». Αρθρο ΙΙ, Παράγραφος 1, ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΙΔΡΥΣΗ ΕΝΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ, Παρίσι 1η Ιουλίου 1953. Αυτή είναι η γέννηση του CERN, του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Σωματιδιακής Φυσικής, που αναπτύχθηκε ως το μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο στον κόσμο.

Εκτός από τον στόχο του που είναι η ερμηνεία του σύμπαντος, ξεχωρίζω ορισμένες απαντήσεις:

[…]
– Τι έχει καταφέρει έως σήμερα ο LHC;
– Ο LHC χρειάστηκε περίπου 10 χρόνια για να κατασκευαστεί και να τεθεί σε λειτουργία (μαζί με τα 4 βασικά πειράματα) και θα λειτουργήσει μέχρι περίπου το 2030. Η πρώτη φάση λειτουργίας του ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2009, σημειώνοντας πολλές επιτυχίες με αποκορύφωμα την ανακοίνωση, στις 4 Ιουλίου 2012, της ανακάλυψης του μποζονίου Higgs από τα πειράματα ATLAS και CMS. Στις αρχές του 2013 ο LHC απενεργοποιήθηκε για να πραγματοποιηθεί η προγραμματισμένη συντήρηση και αναβάθμισή του και την 3η Ιουνίου 2015 ξεκίνησε τη δεύτερη περίοδο λειτουργίας του παρέχοντας τα πρώτα επιστημονικά δεδομένα στη σχεδόν διπλάσια ενέργεια-ρεκόρ των 13 TeV. Μελλοντικά σχέδια προβλέπουν την κατασκευή ενός γραμμικού επιταχυντή επόμενης γενιάς όπως ο επιταχυντής συγκρουόμενων ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων CLIC στον οποίο έχουν επενδυθεί περισσότερα από 20 χρόνια έρευνας και ανάπτυξης νέων τεχνολογιών, ή ενός κυκλικού επιταχυντή – διάδοχου του LHC που θα φτάνει ενέργειες ώς και 100 TeV με αντίστοιχη περίμετρο 80 ή 100 χμ! Είναι φανερό ότι η σύγχρονη τεχνολογία μπορεί να φτάσει πια σε ενέργειες που μέχρι πρόσφατα συναντούσαμε μόνο στη Φύση.

– Πώς όμως συνδέονται όσα γίνονται στο CERN με την καθημερινότητά μας;
– Η τεχνολογία είναι θα έλεγε κανείς το μέσο με το οποίο η κοινωνία και η καθημερινότητά μας μπολιάζεται με την επιστήμη. Η φυσική υψηλών ενεργειών απαιτεί τεχνολογία αιχμής που δεν υπάρχει ακόμη στη βιομηχανία. «Εξήντα χρόνια μετά την ίδρυσή του, το CERN αποτελεί σήμερα το μεγαλύτερο παγκόσμιο διεθνή ερευνητικό οργανισμό με σπουδαία επιτεύγματα όχι μόνο στον τομέα της βασικής έρευνας αλλά και με πολλαπλά οφέλη τεχνολογικών και καινοτομικών ανακαλύψεων. Από την επιστήμη των υλικών, μέχρι τους υπολογιστές, την ιατρική, την ενέργεια και το περιβάλλον, οι τεχνολογίες αιχμής που αναπτύχθηκαν στο CERN μπήκαν για τα καλά στη ζωή μας βελτιώνοντας την καθημερινότητά μας» λέει ο καθηγ. Ε. Γαζής. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η ανάπτυξη του Παγκόσμιου Ιστού (του γνωστού μας world wide web) που ξεκίνησε τον Μάρτιο του 1989 από το CERN και είναι πια αναπόσπαστο μέρος της καθημερινότητάς μας, αλλάζοντας για πάντα την συμπεριφορά και λειτουργία του σύγχρονου ανθρώπου και των κοινωνιών.

– Ποιες μπορεί να είναι οι εφαρμογές των επιταχυντών στη ζωή μας;
– Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε για τις ανάγκες της φυσικής υψηλών ενεργειών έχει παίξει σπουδαίο ρόλο σε καινοτομίες στο πεδίο των εναλλακτικών μορφών ενέργειας όπως η ηλιακή, ή στην ασφαλέστερη παραγωγή πυρηνικής ενέργειας και τη διαχείριση των επικίνδυνων πυρηνικών αποβλήτων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ο Ενισχυτής Ενέργειας που προτάθηκε πριν από λίγα χρόνια από τον νομπελίστα ερευνητή του CERN Carlo Rubbia. Με βάση την ιδέα αυτή οργανώθηκε και λειτουργεί η συνεργασία N_TOF, στην οποία συμμετέχει το ΕΜΠ, το Παν/μιο Ιωαννίνων και το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». Αλλά και οι βιομηχανικές εφαρμογές των επιταχυντών είναι πολλές: επεξεργασία προϊόντων, αποστείρωση ιατρικού εξοπλισμού και τροφών, κατασκευή ημιαγωγών των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μικροηλεκτρονική, βελτίωση της αντοχής βιομηχανικών προϊόντων, έλεγχος και εντοπισμός φθορών κινητήρων, έλεγχος λαθρεμπορίου σε λιμάνια και αεροδρόμια. Είναι χαρακτηριστικό ότι από τους 30.000 και πλέον επιταχυντές που λειτουργούν παγκοσμίως μόνον οι 200 αφορούν τη βασική έρευνα, ενώ οι υπόλοιποι χρησιμοποιούνται σε ποικίλες (βιομηχανικές και ιατρικές) εφαρμογές.

– Υπάρχει κάποιος συσχετισμός του CERN με την ιατρική;
– Οι ανιχνευτές ακριβείας, οι επιταχυντές και οι τεχνολογίες δεσμών βρίσκουν σπουδαίες ιατρικές (διαγνωστικές και θεραπευτικές) εφαρμογές: ιατρική απεικόνιση (τομογραφία SPECT, PET, MRI), αναίμακτη θεραπεία καρκίνου με αδρόνια (περισσότεροι από 60.000 ασθενείς έχουν θεραπευθεί παγκοσμίως), ιατρικά ραδιο-ισότοπα για την έγκαιρη διάγνωση και αντιμετώπιση σοβαρών ασθενειών, βραχυθεραπεία καρκίνου. Πάνω από το 50% των επιταχυντών που λειτουργούν παγκοσμίως χρησιμοποιούνται στην ιατρική. Οι ιατρικές εφαρμογές, περισσότερο ίσως από τους υπόλοιπους τομείς, είναι η επιτομή της συνεργασίας μεταξύ επιστημονικών πεδίων και ερευνητών από πολύ διαφορετικούς κλάδους (φυσικοί, γιατροί, ραδιοβιολόγοι, μηχανικοί, προγραμματιστές, βιομηχανικός κόσμος) αποδεικνύοντας ότι βασική και εφαρμοσμένη επιστήμη μπορούν να συμβαδίζουν προωθώντας η μια την άλλη σε νέες καινοτόμες τεχνολογίες με πολλαπλά οφέλη για την ανθρωπότητα.

Απάντηση στις θεωρίες συνωμοσίας: Eίναι ασφαλή τα πειράματα;

«Συγκρούσεις τόσο μεγάλης ενέργειας μπορεί να καταστρέψουν τον πλανήτη μας»:
Ολα αυτά τα φαινόμενα του μικρόκοσμου, αφορούν αλληλεπιδράσεις σωματιδίων με απειροελάχιστες μάζες, των οποίων οι τεράστιες ενέργειες δεν απειλούν τον άνθρωπο και τη γη. Η πολύ πιο επικίνδυνη κοσμική ακτινοβολία που διαπερνάει το Σύμπαν, βομβαρδίζει καθημερινά τον πλανήτη μας χωρίς να έχει οδηγήσει σε καταστροφή.
«Τα πειράματα στον LHC μπορεί να δημιουργήσουν επικίνδυνα σωματίδια, τα λεγόμενα strangelets, που θα αποσταθεροποιήσουν τους πυρήνες της κανονικής ύλης μετατρέποντάς τους σε μια περίεργη μορφή ύλης που αποτελείται από έναν ασυνήθιστο συνδυασμό κουάρκ»:
Η υπόθεση αυτή οφείλεται σε μία θεωρία που δεν έχει επαληθευτεί πειραματικά, ούτε προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Η δημιουργία strangelets στις υψηλές ενέργειες που επικρατούν στον LHC είναι απίθανη, εξάλλου για να διατηρηθούν θα χρειάζονταν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι πιο πιθανό να δημιουργηθεί πάγος σε νερό που βράζει παρά strangelets στον LHC.
«Τα πειράματα του CERN μπορεί να δημιουργήσουν μικροσκοπικές μαύρες τρύπες που θα καταπιούν τον πλανήτη μας»:
Αυτό το σενάριο «έπαιξε» πάρα πολύ το 2009 για να μην αρχίσει η λειτουργία του LHC, αλλά έξι χρόνια μετά την ακίνδυνη λειτουργία του LHC σταμάτησε να ακούγεται. Οι υποτιθέμενες μαύρες τρύπες, αν ποτέ δημιουργηθούν, θα είναι ακίνδυνες, αφού θα συρρικνωθούν και θα εξατμισθούν στιγμιαία λόγω της ακτινοβολίας Hawking που εκπέμπουν.
[…]

Περί «κόστους»…

– Πόση ενέργεια καταναλώνει ο LHC;
– Ο LHC καταναλώνει περίπου 120 MW (230 MW για όλο το CERN) και αντιστοιχεί λίγο-πολύ στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας όλων των νοικοκυριών στο καντόνι της Γενεύης. Υποθέτοντας ένα μέσο όρο 270 εργάσιμων ημερών του επιταχυντή, η εκτιμώμενη ετήσια κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου 800.000 MWh, ανεβάζοντας το συνολικό ετήσιο κόστος για τη λειτουργία του LHC στα 19 εκατομμύρια ευρώ. «Το κόστος λειτουργίας για 10 χρόνια του LHC ισοδυναμεί με τα έξοδα 3 ημερών ενός τοπικού πολέμου (π.χ. Ιράκ), ενώ αν προσθέσουμε και το κόστος κατασκευής του (περίπου 6 δισ. ευρώ), ισοδυναμεί με το κόστος ενός αεροπλανοφόρου» (Καθηγητής ΕΜΠ Νίκος Τράκας).

(οι υπογραμμίσεις δικές μου, τα συμπεράσματα δικά σας)