Παράθυρο στο Σύμπαν ή άχρηστο παιχνίδι; Η κόντρα για τον διάδοχο του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων

Το ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικής φυσικής CERN παρουσίασε μελέτη σκοπιμότητας για τον διάδοχο του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), αν και η χρηματοδότηση του φαραωνικού έργου παραμένει εκκρεμής και αρκετοί ερευνητές εκφράζουν επιφυλάξεις για τη χρησιμότητά του.

Στον «Μελλοντικό Κυκλικό Επιταχυντή», ή FCC, δέσμες σωματιδίων θα συγκρούονται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός μέσα σε ένα τούνελ μήκους 91 χιλιομέτρων κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα, πολύ μεγαλύτερο από τη σήραγγα του LHC, μήκους 27 χιλιομέτρων.

«Το ζήτημα είναι το κατά πόσο η ερευνητική κοινότητα είναι διατεθειμένη να θυσιάσει τα επόμενα 50 χρόνια για ένα παιχνίδι»

Τα συντρίμμια των συγκρούσεων θα μπορούσαν δυνητικά να αποκαλύψουν νέα υποατομικά σωματίδια και οδηγήσουν σε αναθεώρηση του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής, τη θεωρία που περιγράφει τα θεμελιώδη συστατικά του Σύμπαντος.

Θα μπορούσαν επίσης να δώσουν λύση στο μυστήριο της σκοτεινής ενέργειας, μιας υποθετικής μορφής ύλης αόρατης ύλης που καθορίζει την εξέλιξη του Σύμπαντος.

«Εφόσον η κατασκευή του εγκριθεί, ο FCC θα γινόταν το ισχυρότερο όργανο που έχει κατασκευαστεί ποτέ για να μελετήσει τους νόμους της φύσης στο πιο θεμελιακό επίεπεδο» δήλωσε στους δημοσιογράφους η Φαμπιόλα Τζιαμότι, γενική διευθύντρια του CERN.

H προτεινόμενη θέση της σήραγγας του FCC κάτω από το CERN. Ο μικρός κύκλος είναι η σήραγγα του LHC (Πηγή: CERN)

Η τελική απόφαση για το γιγάντιο έργο των 30 δισεκατομμυρίων ευρώ δεν αναμένεται πάντως πριν από το 2026 το νωρίτερο. Στο μεταξύ παραμένει ασαφές το κατά πόσο οι χώρες-μέλη του CERN θα καλύψουν το ποσό, αν και η Γερμανία έχει ήδη ξεκαθαρίσει ότι δεν πρόκειται να αυξήσει τη χρηματοδότηση.

Στην οικονομική αβεβαιότητα έρχονται να προστεθούν οι αντιδράσεις μέρους της ερευνητικής κοινότητας. Ορισμένοι υποστηρίζουν ότι το CERN ποντάρει στην ανακάλυψη υποθετικών σωματιδίων για τα οποία δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι υπάρχουν, μόνο και μόνο για να εξασφαλίσει χρηματοδότηση για τους ερευνητές του.

Άλλοι διαμαρτύρονται ότι η υλοποίηση του FCC θα εξαντλούσε τη χρηματοδότηση της σωματιδιακής φυσικής για δεκαετίες και θα άφηνε άλλες ερευνητικές οδούς χωρίς επαρκείς πόρους.

«Το ζήτημα είναι το κατά πόσο η ερευνητική κοινότητα είναι διατεθειμένη να θυσιάσει τα επόμενα 50 χρόνια για ένα παιχνίδι» δήλωσε στο περιοδικό Nature η Χαλίνα Αμπράμοβιτς του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ.

Το περιοδικό ζήτησε τη γνώμη περισσότερων από δέκα ερευνητών, από τους οποίους πολλοί δεν βλέπουν με καλό μάτι τον FCC επειδή θα αργήσει να αποφέρει αποτελέσματα και θα αποβεί εις βάρος εναλλακτικών προγραμμάτων, όπως μικρότερους γραμμικούς επιταχυντές.

H γενική διευθύντρια του CERN Φαμπιόλα Τζιανότι έρχεται αντιμέτωπη με αντιδράσεις συναδέλφων της (CERN)

«Δεν είναι αυτός ο τρόπος με τον οποίο υποτίθεται ότι λειτουργούν τα πράγματα. Η κοινότητα της φυσικής υποτίθεται ότι πρέπει να λέει στο CERN ποιο είναι το επόμενο βήμα, όχι το αντίστροφο» δήλωσε η Αμπράμοβιτς στον Observer.

Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων τέθηκε σε λειτουργία το 2008 και τέσσερα χρόνια αργότερα οδήγησε στην ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς, το οποίο εμπλέκεται στον μηχανισμό με τα οποία η ύλη αποκτά τη μάζα της. Ήταν το μόνο σωματίδιο του Καθιερωμένου Μοντέλου του οποίου η ανίχνευση εκκρεμούσε.

Πέρα όμως από το Χιγκς, ο LHC δεν πέτυχε άλλες σημαντικές ανακαλύψεις, όπως το να προσφέρει στοιχεία για τη φύση της σκοτεινής ενέργειας.

Το CERN πιστεύει ότι ο νέος επιταχυντής θα μπορούσε να δώσει λύση όταν ο LHC παροπλιστεί το 2040.

Το γιγάντιο έργο προβλέπεται να υλοποιηθεί σε δύο φάσεις. Στην πρώτη θα διανοιχτεί η κυκλική σήραγγα και θα εγκατασταθεί ένας επιταχυντής στον οποίο ηλεκτρόνια θα συγκρούονται με ποζιτρόνια για να παράγονται σωματίδια Χιγκς σε μεγάλο αριθμό. Το πείραμα θα μπορούσε ενδεχομένως να εξηγήσει γιατί η αντιύλη απουσιάζει από το σημερινό Σύμπαν.

Στη δεύτερη φάση, γύρω στη δεκαετία του 2070, το πρώτο σύστημα θα απεγκατασταθεί από τη σήραγγα και θα δώσει τη θέση του σε ένα νέο, κόστους 9 δισ. ευρώ, μέσα στο οποίο θα συγκρούονται δέσμες πρωτονίων, όπως στον LHC αλλά με πολύ υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, τουλάχιστον 85 Tera-electrovolt (TeV).

Ωστόσο η επιτάχυνση πρωτονίων σε τόσο υψηλές ενέργειες είναι σήμερα τεχνικά αδύνατη και το CERN απλά υποθέτει ότι μέχρι τοτε θα υπάρχουν κατάλληλες τεχνολογίες.

Η υπόθεση αυτή ανησυχεί ορισμένους επιστήμονες, οι οποίοι προειδοποιούν ότι ολόκληρος ο κλάδος της σωματιδιακής φυσικής κινδυνεύει να εγκλωβιστεί από ενδεχόμενη δέσμευση.

«Οι χώρες-μέλη του CERN και η επιστημονική κοινότητα νιώθουν ότι δεσμεύονται σε μια υποθήκη 70 ετών, εάν συμφωνήσουν να προχωρήσουν» δήλωσε σε διαφορετικό άρθρο του Nature o Τζον Ουόμερσλεϊ του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, πρώην εκπρόσωπος της Βρετανίας στο CERN.

«Σχεδόν κανένας από τους ανθρώπους στους οποίους έχω μιλήσει δεν θεωρεί πως είναι καλή ιδέα».