το ακριβότερο βραχυκύκλωμαΕνα μικρό τμήμα καλωδίωσης προκάλεσε καθυστέρηση
της «Μηχανής του Θεού» στο CERN
http://www.xrysalogia.gr/shortsircuit.html
Με την πρώτη ματιά, τίποτα δεν μαρτυρά την ταυτότητα του μεταλλικού αντικειμένου που κρατά στο χέρι του ο Στιβ Μάιερς. Μια δεύτερη, όμως, πιο κοντινή εξέταση αποκαλύπτει την ταυτότητά του. Ο Μάιερς, διευθυντής των επιταχυντών στο εργαστήριο φυσικής του CERN, στα περίχωρα της Γενεύης, κρατά στο χέρι ένα τμήμα χάλκινου σωλήνα από τον οποίο εξέχει ένα ηλεκτρικό καλώδιο.
Ενα τέτοιο κομμάτι καλωδίωσης ευθύνεται για το ακριβότερο βραχυκύκλωμα του κόσμου. Το κόστος της ζημίας στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, λίγες ημέρες αφού τέθηκε πανηγυρικά σε λειτουργία, έφτασε σε αρκετές δεκάδες εκατομμύρια ευρώ. Μάλιστα, ο Μάιερς και εκατοντάδες συνεργάτες του στο CERN εργάστηκαν εντατικά για περισσότερο από ένα χρόνο έως ότου εντοπίσουν το φθαρμένο τμήμα καλωδίωσης και επισκευάσουν τη βλάβη. «Ηταν ένα απειροελάχιστο κομμάτι, αλλά η ζημία ήταν τεράστια», εξηγεί. Τώρα πρέπει να περιμένουμε για να δούμε κατά πόσο θα καταστεί δυνατή η αποκατάσταση, όχι μόνο της βλάβης αλλά κατά κύριο λόγο της φήμης του CERN. Κι αυτό θα το μάθουμε όταν ο Μεγάλος Επιταχυντής τεθεί εκ νέου σε λειτουργία.
«Δεν είμαι νευρικός άνθρωπος», εξηγεί ο 63χρονος μηχανικός που γεννήθηκε στο Μπέλφαστ. «Ευτυχώς, δηλαδή». Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων εγκαινιάστηκε στις 10 Σεπτεμβρίου 2008 και αμέσως βρέθηκε κάτω από τους λαμπερούς προβολείς της διεθνούς επικαιρότητος. Αλλωστε ήταν η «Μηχανή του Θεού» που επρόκειτο να μας αποκαλύψει τα μυστικά του σύμπαντος. Δέσμες πρωτονίων πυροδοτήθηκαν επιτυχώς στην υπόγεια σήραγγα, μήκους 28,8 χιλιομέτρων, στα περίχωρα της Γενεύης.
Μέσα σε λίγο χρόνο,υποστήριζαν οι επιστήμονες, θα κατάφερναν αναπαραγωγή συνθηκών όμοιων με αυτές που επικρατούσαν ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη γέννηση του Σύμπαντος και θα ξεκινούσε μια νέα εποχή συγκλονιστικών ανακαλύψεων, όπως παραδείγματος χάρη, αυτή του Σωματιδίου του Θεού, μιας απειροελάχιστης οντότητας που ονομάζεται μποζόνιο Χιγκς. Αυτό το σωματίδιο -σύμφωνα τουλάχιστον με τους ισχυρισμούς των ερευνητών- δίνει σε όλα τα αντικείμενα -και στον άνθρωπο- τη μάζα τους. Επίσης, θα μας φανερωνόταν η σκοτεινή ύλη, μια μυστηριώδης και αόρατη μορφή ύλης που υπάρχει στο Σύμπαν, καθώς και πολλά άλλα που θα άλλαζαν την ιστορία των επιστημών.
«Ολα έμοιαζαν να βαίνουν καλώς» λέει ο Μάιερς. Κι όμως στις 19 Σεπτεμβρίου, στις 11.45 π.μ., κάτι πήγε στραβά. Ενα μικρό τμήμα καλωδίωσης το οποίο μετέφερε ενέργεια στους πελώριους μαγνήτες αυτής της μηχανής προκάλεσε σπίθες με αποτέλεσμα η θερμοκρασία, σε κάποια τμήματα του Μεγάλου Επιταχυντή, να εκτιναχθεί στα ύψη. Αμέσως άνοιξε μία οπή στον προστατευτικό σωλήνα που περιέβαλε το καλώδιο με αποτέλεσμα να απελευθερωθεί στη σήραγγα Ηλιον, το οποίο βρισκόταν σε θερμοκρασία 271 βαθμών Κελσίου υπό το μηδέν. Οι βαλβίδες πίεσης δεν μπόρεσαν να απελευθερώσουν το αέριο και μέσα στη σήραγγα επήλθε το χάος.
«Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων χρησιμοποιεί όση ενεργεια χρησιμοποιεί ένα αεροπλανοφόρο που κινείται με τη μέγιστη ταχύτητα» εξηγεί ο Μάιερς. «Οταν ξαφνικά απελευθερώνεις τόση ενέργεια, προκαλείς τεράστιες ζημίες». Οι πυροσβέστες που κατέφθασαν αμέσως στον επιταχυντή διαπίστωσαν ότι δεκάδες από τους μεγάλους μαγνήτες που ελέγχουν τις δέσμες πρωτονίων είχαν μετακινηθεί. Ρινίσματα σιδήρου και καπνός είχαν καλύψει τα πάντα. «Χρειάστηκε να περάσει πολύς χρόνος για να διαπιστώσουμε το μέγεθος της ζημίας που είχε γίνει», εξηγεί ο Μάιερς.
Ενα τμήμα της συσκευής, μήκους 400 μέτρων, είχε καταστραφεί ολοσχερώς. Οταν, μάλιστα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι όλα είχαν συμβεί εξαιτίας ενός μικρού τμήματος καλωδίωσης, αντιλήφθηκαν ότι θα έπρεπε να σχεδιάσουν εκ νέου μεγάλα τμήματα του συστήματος ασφάλειας του επιταχυντή, έτσι ώστε να μην επαναληφθεί το ίδιο περιστατικό. Και για να ολοκληρωθεί ο νέος σχεδιασμός χρειάστηκε περισσότερο από ένα χρόνο.
Τα μποζόνια θα γυρίσουν πίσω τον χρόνο
Σήμερα οι επιστήμονες θέτουν ξανά σε λειτουργία ένα τμήμα του επιταχυντή αδρονίων και προετοιμάζονται πυρετωδώς για την ημέρα που θα μπορέσουν να θέσουν σε λειτουργία ολόκληρο το σύστημα. Τις επόμενες εβδομάδες θα πυροδοτούνται περισσότερες δέσμες πρωτονίων μέχρι να φτάσουν στο σημείο της πλήρους λειτουργίας του, κάτι που σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, μπορεί να γίνει κοντά στα Χριστούγεννα.
Στη συνέχεια, δεκατρία ολόκληρα χρόνια από την έναρξη της κατασκευής του, θα αρχίσουμε να λαμβάνουμε τα αποτελέσματα όλης αυτής της πειραματικής διαδικασίας.Οταν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων τεθεί σε πλήρη λειτουργία θα καταναλώνει δεκαπλάσια ενέργεια από οποιοδήποτε άλλο επιταχυντή του πλανήτη μας. Θα καταναλώνει περίπου 120 μεγαβάτ ηλεκτρισμού, όσο δηλαδή και ένα ολόκληρο ελβετικό καντόνι. Τόση είναι η ενέργεια που θα χρειάζεται για να επιταχυνθούν δέσμες πρωτονίων -με διάμετρο μικρότερη από αυτή μίας ανθρώπινης τρίχας- και να φτάσουν ταχύτητες που θα προσεγγίσουν αυτή του φωτός.
«Eκρηκτικές επαφές»
Η μία δέσμη πρωτονίων θα κινείται όπως οι δείκτες του ρολογιού και η άλλη αντίθετα. Σε τέσσερα σημεία οι δέσμες πρωτονίων θα τέμνονται.Οι «εκρηκτικές επαφές» των πρωτονίων θα γεννήσουν νέους τύπους σωματιδίων, όπως τα μποζόνια, που θα εμφανίζονται και θα διαλύονται αφήνοντας πίσω τους ένα ίχνος άλλων υποατομικών σωματιδίων. Οι επιστημονικές ανακαλύψεις που θα γεννηθούν σίγουρα θα βοηθήσουν πολλούς ερευνητές να κερδίσουν Βραβεία Νομπέλ.
Kάποιοι, ωστόσο, πιστεύουν ότι ταυτόχρονα θα δημιουργηθούν και μικρές μαύρες τρύπες που δεν αποκλείεται να καταπιούν τελικά ολόκληρη τη Γη μας. Ετσι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων δεν αποκλείεται να γίνει συγχρόνως το μεγαλύτερο πείραμα που έγινε ποτέ στον πλανήτη και το τελευταίο του.
Αυτός ακριβώς ο φόβος οδήγησε πολλούς να δηλώσουν την αντίθεσή τους και να προσπαθήσουν να θέσουν εκτός λειτουργίας τον Μεγάλο Επιταχυντή. Μάλιστα ένα σχετικό αίτημα έφτασε μέχρι το ευρωπαϊκό δικαστήριο ανθρωπίνων δικαιωμάτων. Ολες οι αιτήσεις απορρίφθηκαν, εκτός μίας, στη Γερμανία που ακόμα εκκρεμεί.
Περισσότερο ασφαλής
Ακόμα πιο παράξενος είναι ο ισχυρισμός μιας ομάδας φυσικών, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι η παραγωγή μποζονίων Χιγκς είναι τόσο αντίθετη με τη φύση των πραγμάτων, ώστε η δημιουργία τους θα γυρίσει πίσω τον χρόνο και θα θέσει εκτός λειτουργίας τον Μεγάλο Επιταχυντή προτού καταφέρει να δημιουργήσει έστω και ένα μποζόνιο. Θα δράσουν, δηλαδή, σαν τον ταξιδιώτη του χρόνου που επιστρέφει στο παρελθόν για να εμποδίσει την ίδια του τη γέννηση.
Η αλήθεια, όμως, είναι ότι το πρόβλημα που αντιμετωπίζει ο Μεγάλος Επιταχυντής είναι μάλλον εύκολα κατανοητό. Είναι μια πελώρια συσκευή που κατασκευάστηκε με ακρίβεια δισεκατομμυριοστού του χιλιοστού. Προφανώς, το να διασφαλίσει κανείς ότι δεν υπάρχει το παραμικρό σφάλμα σε ένα τέτοιο εγχείρημα είναι σχεδόν αδύνατο.
Το CERN λίγο έλειψε να τα καταφέρει τη χρονιά που πέρασε. Τώρα, οι ειδικοί πιστεύουν ότι έμαθαν το μάθημά τους. «Μπορώ να σας διαβεβαιώσω ότι σήμερα ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων είναι ασφαλέστερος από ό,τι πριν από ένα χρόνο και τώρα καταλαβαίνουμε καλύτερα τη λειτουργία του», καταλήγει ο διευθυντής επιταχυντών, μηχανικός, κ. Μάιερς.
Ενα τέτοιο κομμάτι καλωδίωσης ευθύνεται για το ακριβότερο βραχυκύκλωμα του κόσμου. Το κόστος της ζημίας στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, λίγες ημέρες αφού τέθηκε πανηγυρικά σε λειτουργία, έφτασε σε αρκετές δεκάδες εκατομμύρια ευρώ. Μάλιστα, ο Μάιερς και εκατοντάδες συνεργάτες του στο CERN εργάστηκαν εντατικά για περισσότερο από ένα χρόνο έως ότου εντοπίσουν το φθαρμένο τμήμα καλωδίωσης και επισκευάσουν τη βλάβη. «Ηταν ένα απειροελάχιστο κομμάτι, αλλά η ζημία ήταν τεράστια», εξηγεί. Τώρα πρέπει να περιμένουμε για να δούμε κατά πόσο θα καταστεί δυνατή η αποκατάσταση, όχι μόνο της βλάβης αλλά κατά κύριο λόγο της φήμης του CERN. Κι αυτό θα το μάθουμε όταν ο Μεγάλος Επιταχυντής τεθεί εκ νέου σε λειτουργία.
«Δεν είμαι νευρικός άνθρωπος», εξηγεί ο 63χρονος μηχανικός που γεννήθηκε στο Μπέλφαστ. «Ευτυχώς, δηλαδή». Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων εγκαινιάστηκε στις 10 Σεπτεμβρίου 2008 και αμέσως βρέθηκε κάτω από τους λαμπερούς προβολείς της διεθνούς επικαιρότητος. Αλλωστε ήταν η «Μηχανή του Θεού» που επρόκειτο να μας αποκαλύψει τα μυστικά του σύμπαντος. Δέσμες πρωτονίων πυροδοτήθηκαν επιτυχώς στην υπόγεια σήραγγα, μήκους 28,8 χιλιομέτρων, στα περίχωρα της Γενεύης.
Μέσα σε λίγο χρόνο,υποστήριζαν οι επιστήμονες, θα κατάφερναν αναπαραγωγή συνθηκών όμοιων με αυτές που επικρατούσαν ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη γέννηση του Σύμπαντος και θα ξεκινούσε μια νέα εποχή συγκλονιστικών ανακαλύψεων, όπως παραδείγματος χάρη, αυτή του Σωματιδίου του Θεού, μιας απειροελάχιστης οντότητας που ονομάζεται μποζόνιο Χιγκς. Αυτό το σωματίδιο -σύμφωνα τουλάχιστον με τους ισχυρισμούς των ερευνητών- δίνει σε όλα τα αντικείμενα -και στον άνθρωπο- τη μάζα τους. Επίσης, θα μας φανερωνόταν η σκοτεινή ύλη, μια μυστηριώδης και αόρατη μορφή ύλης που υπάρχει στο Σύμπαν, καθώς και πολλά άλλα που θα άλλαζαν την ιστορία των επιστημών.
«Ολα έμοιαζαν να βαίνουν καλώς» λέει ο Μάιερς. Κι όμως στις 19 Σεπτεμβρίου, στις 11.45 π.μ., κάτι πήγε στραβά. Ενα μικρό τμήμα καλωδίωσης το οποίο μετέφερε ενέργεια στους πελώριους μαγνήτες αυτής της μηχανής προκάλεσε σπίθες με αποτέλεσμα η θερμοκρασία, σε κάποια τμήματα του Μεγάλου Επιταχυντή, να εκτιναχθεί στα ύψη. Αμέσως άνοιξε μία οπή στον προστατευτικό σωλήνα που περιέβαλε το καλώδιο με αποτέλεσμα να απελευθερωθεί στη σήραγγα Ηλιον, το οποίο βρισκόταν σε θερμοκρασία 271 βαθμών Κελσίου υπό το μηδέν. Οι βαλβίδες πίεσης δεν μπόρεσαν να απελευθερώσουν το αέριο και μέσα στη σήραγγα επήλθε το χάος.
«Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων χρησιμοποιεί όση ενεργεια χρησιμοποιεί ένα αεροπλανοφόρο που κινείται με τη μέγιστη ταχύτητα» εξηγεί ο Μάιερς. «Οταν ξαφνικά απελευθερώνεις τόση ενέργεια, προκαλείς τεράστιες ζημίες». Οι πυροσβέστες που κατέφθασαν αμέσως στον επιταχυντή διαπίστωσαν ότι δεκάδες από τους μεγάλους μαγνήτες που ελέγχουν τις δέσμες πρωτονίων είχαν μετακινηθεί. Ρινίσματα σιδήρου και καπνός είχαν καλύψει τα πάντα. «Χρειάστηκε να περάσει πολύς χρόνος για να διαπιστώσουμε το μέγεθος της ζημίας που είχε γίνει», εξηγεί ο Μάιερς.
Ενα τμήμα της συσκευής, μήκους 400 μέτρων, είχε καταστραφεί ολοσχερώς. Οταν, μάλιστα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι όλα είχαν συμβεί εξαιτίας ενός μικρού τμήματος καλωδίωσης, αντιλήφθηκαν ότι θα έπρεπε να σχεδιάσουν εκ νέου μεγάλα τμήματα του συστήματος ασφάλειας του επιταχυντή, έτσι ώστε να μην επαναληφθεί το ίδιο περιστατικό. Και για να ολοκληρωθεί ο νέος σχεδιασμός χρειάστηκε περισσότερο από ένα χρόνο.
Τα μποζόνια θα γυρίσουν πίσω τον χρόνο
Σήμερα οι επιστήμονες θέτουν ξανά σε λειτουργία ένα τμήμα του επιταχυντή αδρονίων και προετοιμάζονται πυρετωδώς για την ημέρα που θα μπορέσουν να θέσουν σε λειτουργία ολόκληρο το σύστημα. Τις επόμενες εβδομάδες θα πυροδοτούνται περισσότερες δέσμες πρωτονίων μέχρι να φτάσουν στο σημείο της πλήρους λειτουργίας του, κάτι που σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, μπορεί να γίνει κοντά στα Χριστούγεννα.
Στη συνέχεια, δεκατρία ολόκληρα χρόνια από την έναρξη της κατασκευής του, θα αρχίσουμε να λαμβάνουμε τα αποτελέσματα όλης αυτής της πειραματικής διαδικασίας.Οταν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων τεθεί σε πλήρη λειτουργία θα καταναλώνει δεκαπλάσια ενέργεια από οποιοδήποτε άλλο επιταχυντή του πλανήτη μας. Θα καταναλώνει περίπου 120 μεγαβάτ ηλεκτρισμού, όσο δηλαδή και ένα ολόκληρο ελβετικό καντόνι. Τόση είναι η ενέργεια που θα χρειάζεται για να επιταχυνθούν δέσμες πρωτονίων -με διάμετρο μικρότερη από αυτή μίας ανθρώπινης τρίχας- και να φτάσουν ταχύτητες που θα προσεγγίσουν αυτή του φωτός.
«Eκρηκτικές επαφές»
Η μία δέσμη πρωτονίων θα κινείται όπως οι δείκτες του ρολογιού και η άλλη αντίθετα. Σε τέσσερα σημεία οι δέσμες πρωτονίων θα τέμνονται.Οι «εκρηκτικές επαφές» των πρωτονίων θα γεννήσουν νέους τύπους σωματιδίων, όπως τα μποζόνια, που θα εμφανίζονται και θα διαλύονται αφήνοντας πίσω τους ένα ίχνος άλλων υποατομικών σωματιδίων. Οι επιστημονικές ανακαλύψεις που θα γεννηθούν σίγουρα θα βοηθήσουν πολλούς ερευνητές να κερδίσουν Βραβεία Νομπέλ.
Kάποιοι, ωστόσο, πιστεύουν ότι ταυτόχρονα θα δημιουργηθούν και μικρές μαύρες τρύπες που δεν αποκλείεται να καταπιούν τελικά ολόκληρη τη Γη μας. Ετσι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων δεν αποκλείεται να γίνει συγχρόνως το μεγαλύτερο πείραμα που έγινε ποτέ στον πλανήτη και το τελευταίο του.
Αυτός ακριβώς ο φόβος οδήγησε πολλούς να δηλώσουν την αντίθεσή τους και να προσπαθήσουν να θέσουν εκτός λειτουργίας τον Μεγάλο Επιταχυντή. Μάλιστα ένα σχετικό αίτημα έφτασε μέχρι το ευρωπαϊκό δικαστήριο ανθρωπίνων δικαιωμάτων. Ολες οι αιτήσεις απορρίφθηκαν, εκτός μίας, στη Γερμανία που ακόμα εκκρεμεί.
Περισσότερο ασφαλής
Ακόμα πιο παράξενος είναι ο ισχυρισμός μιας ομάδας φυσικών, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι η παραγωγή μποζονίων Χιγκς είναι τόσο αντίθετη με τη φύση των πραγμάτων, ώστε η δημιουργία τους θα γυρίσει πίσω τον χρόνο και θα θέσει εκτός λειτουργίας τον Μεγάλο Επιταχυντή προτού καταφέρει να δημιουργήσει έστω και ένα μποζόνιο. Θα δράσουν, δηλαδή, σαν τον ταξιδιώτη του χρόνου που επιστρέφει στο παρελθόν για να εμποδίσει την ίδια του τη γέννηση.
Η αλήθεια, όμως, είναι ότι το πρόβλημα που αντιμετωπίζει ο Μεγάλος Επιταχυντής είναι μάλλον εύκολα κατανοητό. Είναι μια πελώρια συσκευή που κατασκευάστηκε με ακρίβεια δισεκατομμυριοστού του χιλιοστού. Προφανώς, το να διασφαλίσει κανείς ότι δεν υπάρχει το παραμικρό σφάλμα σε ένα τέτοιο εγχείρημα είναι σχεδόν αδύνατο.
Το CERN λίγο έλειψε να τα καταφέρει τη χρονιά που πέρασε. Τώρα, οι ειδικοί πιστεύουν ότι έμαθαν το μάθημά τους. «Μπορώ να σας διαβεβαιώσω ότι σήμερα ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων είναι ασφαλέστερος από ό,τι πριν από ένα χρόνο και τώρα καταλαβαίνουμε καλύτερα τη λειτουργία του», καταλήγει ο διευθυντής επιταχυντών, μηχανικός, κ. Μάιερς.
