Οι επιταχυντές σωματιδίων είναι από τις πιο συναρπαστικές εφευρέσεις του ανθρώπου. Παρότι ακούγονται σαν κάτι βγαλμένο από ταινία επιστημονικής φαντασίας, στην πραγματικότητα αποτελούν το βασικό εργαλείο με το οποίο οι φυσικοί «ξεκλειδώνουν» τα μυστικά της ύλης.
Η βασική τους αποστολή είναι να επιταχύνουν φορτισμένα σωματίδια, όπως πρωτόνια ή ηλεκτρόνια, σε ταχύτητες που αγγίζουν σχεδόν το φως. Μετά, τα συγκρούουν μεταξύ τους ώστε να παρατηρήσουν τι προκύπτει εκείνη τη στιγμή της σύγκρουσης.
Πώς λειτουργεί
Για να γίνει αυτό, ένας επιταχυντής χρησιμοποιεί ηλεκτρικά πεδία για να δώσει στα σωματίδια «ώθηση», σαν να πατάς γκάζι σε αυτοκίνητο.
Παράλληλα, ισχυρά μαγνητικά πεδία λειτουργούν σαν τιμόνι, κρατώντας τη δέσμη των σωματιδίων μέσα σε μια συγκεκριμένη διαδρομή. Σε κάποιους επιταχυντές, αυτή η διαδρομή είναι ευθεία· σε άλλους, κυκλική.
Οι κυκλικοί επιταχυντές, όπως ο διάσημος Large Hadron Collider (LHC) στα σύνορα Γαλλίας–Ελβετίας, επιτρέπουν στα σωματίδια να κάνουν αμέτρητους γύρους, αποκτώντας όλο και περισσότερη ενέργεια κάθε φορά.
Ο LHC, για παράδειγμα, είναι ένας δακτύλιος 27 χιλιομέτρων μέσα στον οποίο πρωτόνια ταξιδεύουν με ταχύτητες τόσο μεγάλες ώστε να ολοκληρώνουν χιλιάδες κύκλους το δευτερόλεπτο.
Όταν δύο δέσμες συγκρουστούν σε προκαθορισμένα σημεία, δημιουργούνται εξαιρετικά ενεργειακά γεγονότα. Στην ουσία, η σύγκρουση αναπαράγει συνθήκες που υπήρχαν αμέσως μετά το Big Bang.
Μέσα σε αυτά τα κλάσματα του δευτερολέπτου εμφανίζονται νέα σωματίδια — πολλά εκ των οποίων δεν υπάρχουν στην καθημερινότητα, αλλά ζουν μόνο για ένα απειροελάχιστο χρονικό διάστημα.
Εκεί ακριβώς παρεμβαίνουν οι ανιχνευτές: τεράστιες, εξαιρετικά σύνθετες συσκευές που λειτουργούν σαν «κάμερες» υψηλής ταχύτητας. Καταγράφουν τι παράγεται από κάθε σύγκρουση. Με αυτόν τον τρόπο ανακαλύφθηκε το σωματίδιο Higgs boson το 2012, ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα της σύγχρονης φυσικής, το οποίο εξηγεί γιατί τα σωματίδια έχουν μάζα.
Ποια η σημασία
Η σημασία των επιταχυντών δεν περιορίζεται στην έρευνα. Η τεχνολογία που αναπτύσσεται για αυτούς έχει εφαρμογές στην ιατρική (θεραπείες καρκίνου με δέσμες πρωτονίων), στη βιομηχανία, ακόμη και στην κατασκευή ηλεκτρονικών.
Παρ’ όλα αυτά, η μεγαλύτερη αξία τους είναι η ικανότητά τους να μας επιτρέπουν να κάνουμε τις πιο θεμελιώδεις ερωτήσεις: από τι αποτελείται η ύλη, πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν και αν υπάρχουν φαινόμενα που ακόμη δεν γνωρίζουμε.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
