Τι περιμένουμε να φέρει η νέα χρονιά στη Φυσική;

Ταξίδι στο κέντρο της Γης από τον πυθμένα του ωκεανού οργανώνουν άγγλοι και γάλλοι επιστήμονες ελπίζοντας να φέρουν στην επιφάνεια δείγματα από τον μανδύα της.

Κάποτε με έναν γυάλινο σωλήνα και με λίγο υδράργυρο μπορούσε ο Τοριτσέλι να κάνει συγκλονιστικές ανακαλύψεις, όπως η πίεση του αέρα στην επιφάνεια της Γης. Ο Νεύτων κλεισμένος για πολλές εβδομάδες μέσα στο σπίτι του παρακολουθούσε τα σωματίδια της σκόνης καθώς αυτά φωτίζονταν από τις ηλιακές ακτίνες που έμπαιναν από τις γρίλιες των παραθύρων και μας άφησε σημαντικές παρατηρήσεις. Σήμερα μπορεί να υπάρχουν και ερευνητές που παλεύουν σε μικρά και στενά εργαστήρια κάνοντας εξαιρετική δουλειά, αλλά ζούμε και στην εποχή των μεγάλων πειραμάτων. Αυτών που έχουν τη δυνατότητα να προσελκύουν την προσοχή των έντυπων και ηλεκτρονικών μέσων ενημέρωσης και να κάνουν θόρυβο στο Internet μόνο και μόνο από το πόσο κοστίζουν και από τις δεκάδες ως και χιλιάδες ερευνητές που χρειάζεται να δουλέψουν για να πραγματοποιηθούν. Εννοείται πως οι προσδοκίες μας από αυτά είναι ανάλογες των επενδύσεων... Να ποια είναι μερικά από αυτά και τι περιμένουμε να μας δώσουν στο μέλλον:

Ταξίδι στο κέντρο της Γης

12.262 μέτρα είναι η κορυφαία επίδοση προς το παρόν για την πιο βαθιά οπή που έγινε ποτέ από ανθρώπους στον φλοιό της Γης, το 1986 στη χερσόνησο Κόλα της Bόρειας Ρωσίας. Στην ουσία πρόκειται για μία γρατζουνιά στην επιφάνεια, αφού αποτελεί μόλις το 0,2% της απόστασης των 6.370.000 μέτρων ως το κέντρο της Γης. Σε βάθος περίπου 30 χιλιομέτρων από την επιφάνεια βρίσκεται η λεγόμενη ασυνέχεια Mohorovicic. Εκεί χωρίζεται η κρούστα από τον μανδύα και εκεί θα ήθελαν οι γεωλόγοι κάποια στιγμή να φθάσουν. Τον Μάρτιο αυτής της χρονιάς εμφανίστηκε ένα άρθρο στο περιοδικό «Nature» όπου επαναλαμβανόταν η απόφαση γάλλων και άγγλων ερευνητών να φθάσουν μέσα στην επόμενη δεκαετία ως εκεί ξεκινώντας από τον βυθό της θάλασσας με τεχνικές δανεισμένες από τις έρευνες για πετρέλαιο. Oπως έχουν δηλώσει άλλοι γεωλόγοι: «Το να φέρεις στην επιφάνεια δείγματα από τον μανδύα έχει την ίδια (επιστημονική) αξία με τους βασάλτες που έφερε ο άνθρωπος από τη Σελήνη. Και θα κοστίσει λιγότερο».

 Τα πειράματα στο CERN

Γεύση από Higgs πήραμε στα τέλη του '11 και, μετά τον Μάρτιο, ελπίζουμε για επιβεβαίωση - ή διάψευση

Η μουρμούρα των πολιτικών σχετικά με τα έξοδα λειτουργίας και τα επιπλέον χρήματα από τις απρόσμενες βλάβες στο ευρωπαϊκό αυτό κέντρο ερευνών στη Γενεύη είναι γνωστή. «Τόσα λεφτά κάθε χρόνο!». Για το 2011 όμως θα πρέπει να είμαστε αρκετά ικανοποιημένοι.
Κατά 0,0025% πιο μεγάλη ταχύτητα από αυτή του φωτός έδειξαν οι μετρήσεις τριών χρόνων στο πείραμα OPERA ότι είχαν κάπου 16.000 μ-νετρίνα που ξεχώρισαν μέσα από μία δέσμη δημιουργημένη στο CERN και έπειτα από πορεία 730 χιλιομέτρων ανιχνευόταν σε ένα κέντρο ερευνών κοντά στη Ρώμη.

Αυτό αντίκειται στις θεωρίες του Αϊνστάιν και περιμένουμε αντίστοιχα πειράματα είτε για επαλήθευση είτε για να αποδειχθεί ότι κάποιο λάθος έγινε. Αν δεν είναι όμως λάθος ανοίγουν καινούργιες προοπτικές. Είτε ότι τα νετρίνα είναι ταχυόνια, που δεν αποκλείονται από την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, είτε ότι κινούνται μέσα από διαστάσεις του χώρου που ακόμα δεν έχουμε απόδειξη της ύπαρξής τους. Κάτι που δεν αποκλείεται αν ευσταθεί η Θεωρία των Χορδών.
Νωρίτερα αυτή τη χρονιά με το πείραμα ALPHA έγινε δυνατόν να δημιουργηθούν άτομα αντι-υδρογόνου (ένας πυρήνας αρνητικά φορτισμένου αντι-πρωτονίου και γύρω του να περιφέρεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο) που κρατήθηκαν «ζωντανά» για 16 λεπτά περίπου μέσα στο κενό μιας άυλης φιάλης φτιαγμένης από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Ο στόχος είναι για ακόμη μεγαλύτερους χρόνους στο μέλλον για να διαπιστωθεί ποιες είναι οι διαφορές και ποιες οι ομοιότητες στη συμπεριφορά ανάμεσα στο υδρογόνο και το αντι-υδρογόνο. Στην Ιατρική στον σχεδιασμό κινητήρων για διαστημικά ταξίδια και δυστυχώς και στους εξοπλισμούς η τιθάσευση της αντι-ύλης θα βρει εφαρμογές.
Η χρονιά τελείωσε με «γεύση από Higgs». Για το «καταραμένο» σωματίδιο υπάρχουν ενδείξεις αλλά όχι αποδείξεις, σε μια περιοχή τιμών μάζας που ήταν αναμενόμενη.

Οπως όταν λένε και σε διάφορες συσκευασίες «γεύση ρίγανης», όπου δεν πρόκειται ποτέ να βρεις έστω και ένα φυλλαράκι από το βότανο αυτό αλλά είναι διάχυτη η αίσθηση ότι κάπου εκεί μέσα υπάρχει. Τα βασικά στοιχεία γύρω από το πείραμα αυτό είναι:
- Δύο πειράματα ανίχνευσης με περίπου 2.000 ερευνητές ήταν σε ενέργεια, κάτι που ανεβάζει την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων.
- Ως τον Μάρτιο όλα θα είναι σταματημένα και στη συνέχεια θα ξαναρχίσει το ψάξιμο για να βελτιωθεί η στατιστική προς το τέλος του χρόνου, οριστική όμως απάντηση θα έχουμε περίπου ύστερα από δύο χρόνια, όταν οι δέσμες και οι σχετικές συγκρούσεις θα έχουν αποκτήσει τη μέγιστη ισχύ τους.
- Αν αποδειχθεί ότι δεν υπάρχει, κάποιοι θα χαρούν διότι θα ανοίξει η πόρτα για νέες έρευνες, υποθέσεις και θεωρίες.
- Αν η λειτουργία του επιταχυντή θεωρηθεί επιτυχημένη θα γίνει προσπάθεια για μεγαλύτερες ενέργειες και το βλέμμα των ερευνητών θα στραφεί προς τη λεγόμενη «σκοτεινή ύλη». Ενα από τα πιο καυτά θέματα έρευνας σήμερα είναι και το ότι από τη μελέτη της περιστροφής των Γαλαξιών έχει προκύψει ότι η ύλη όπως τη γνωρίζουμε και από αυτήν είμαστε κι εμείς φτιαγμένοι αποτελεί μόλις το 5% του  συμπαντικού υλικού, ενώ το υπόλοιπο έχει ακόμη μία άγνωστη σύσταση και υπάρχουν πολλές θεωρητικές προτάσεις γι’ αυτή. Αυτό θα αποτελέσει ένα σταυρόλεξο για δυνατούς λύτες στο μέλλον.

Φθάνοντας στο όριο

Και πέρα από τη «σκοτεινή ύλη» τι υπάρχει να μας απασχολεί; Ισως τα «όρια» αυτού του Σύμπαντος, διότι στην καθημερινή μας τριβή με ό,τι ονομάζουμε πραγματικότητα μάθαμε πως «όλα έχουν όρια». Μήπως όμως το να κάνουμε λόγο για τα όρια του Σύμπαντος είναι κάτι οξύμωρο;

Σύμφωνα με μία θεωρία, αμέσως μετά τη μεγάλη έκρηξη η συμπαντική ύλη παγιδεύτηκε σε ένα «ψευδοκενό», όπου ο χώρος γέμισε με απίστευτη ποσότητα ενέργειας, όντας όμως μία ασταθής κατάσταση εκτονώθηκε με τον σχηματισμό κενού χώρου και με τεράστιες ποσότητες ύλης και ακτινοβολίας να προκύπτουν από την προηγούμενη ενέργεια. Ενα πολύ μικρό κομμάτι διογκώθηκε αρκετά δίνοντας «το δικό μας» Σύμπαν. Σε άλλα σημεία δεν έχει γίνει αυτό ακόμη και σε άλλα έχει τελειώσει. Ετσι μπορούμε μιλώντας για την όλη κατάσταση να πούμε ότι θυμίζει μία θήκη με πολλές τσέπες όπου σε κάθε μία υπάρχει και ένα άλλο «σύμπαν», ίσως με πολύ διαφορετικές ιδιότητες από αυτές του δικού μας. Αυτό άλλωστε είναι επιτρεπτό και με βάση τη Θεωρία των Χορδών. Μόνο που αυτή τη στιγμή υπάρχει και ο προβληματισμός: Για κάτι που ίσως να μην έχουμε τη δυνατότητα να επαληθεύσουμε ποτέ, μπορούμε να λέμε ότι είναι επιστήμη; Μήπως φθάνουμε στα όρια;

Πηγή: Το Βήμα του Άλκη Γαλδαδά , επιλογή φωτογραφιών από διαδίκτυο