Οι επιστήμονες κατάφεραν να καταγράψουν σήματα από την πιο μικροσκοπική κλίμακα της φύσης που έχει εξερευνηθεί μέχρι σήμερα, σε αποστάσεις περίπου 100 δισεκατομμύρια φορές μικρότερες από το μέγεθος ενός ατόμου.
Πρόκειται για έναν κόσμο τόσο μικροσκοπικό, ώστε ορισμένοι φυσικοί τον αποκαλούν «Ζεπτοσύμπαν» (Zeptoverse).
Η έρευνα, στην οποία ηγήθηκαν επιστήμονες με έδρα το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, βασίστηκε σε πείραμα που πραγματοποιήθηκε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.
Η τεράστια αυτή εγκατάσταση, που βρίσκεται στα γαλλοελβετικά σύνορα και αποτελεί το μεγαλύτερο εργαστήριο φυσικής σωματιδίων στον κόσμο, επιταχύνει και συγκρούει σωματίδια σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, επιτρέποντας στους επιστήμονες να μελετούν τα συστατικά της ύλης και τις θεμελιώδεις δυνάμεις που τη διέπουν.
Τα νέα ευρήματα θεωρούνται σημαντικά, καθώς ενδέχεται να συμβάλουν στη διαμόρφωση μιας πιο ολοκληρωμένης θεωρίας για τον τρόπο λειτουργίας του Σύμπαντος.
«Χτυπώντας την πόρτα» του Ζεπτοσύμπαντος
Ένα από τα μεγαλύτερα αναπάντητα ερωτήματα της σύγχρονης φυσικής αφορά τη σκοτεινή ύλη. Εκτιμάται ότι αποτελεί σημαντικό μέρος του Σύμπαντος, ωστόσο η άμεση ανίχνευσή της εξακολουθεί να αποτελεί μεγάλη πρόκληση για τους επιστήμονες.
Η ύπαρξή της προκύπτει από τη βαρυτική επίδραση που ασκεί στη συνηθισμένη ύλη. Κατά τα άλλα, παραμένει αόρατη, καθώς δεν εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν αντανακλά φως με τρόπο που να επιτρέπει την άμεση παρατήρησή της.
Στο πλαίσιο του πειράματος, οι ερευνητές προκάλεσαν συγκρούσεις σωματιδίων σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες και στη συνέχεια μελέτησαν τα προϊόντα τους, δηλαδή τα υποατομικά θραύσματα που προέκυψαν από τις συγκρούσεις.
Ανάμεσά τους εντόπισαν ένα σωματίδιο που ονομάζεται «κουάρκ ομορφιάς» (beauty quark). Πρόκειται για ένα υποατομικό σωματίδιο, μικρότερο από το άτομο, το οποίο είναι εξαιρετικά ασταθές.
Η διάρκεια ζωής του είναι μόλις ενάμισι τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, προτού διασπαστεί σε άλλα σωματίδια.
Παρά τον απειροελάχιστο χρόνο ύπαρξής του, οι επιστήμονες κατάφεραν να μελετήσουν τις αλληλεπιδράσεις του με άλλα μικροσκοπικά σωματίδια σε κλίμακα ενός δισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του μέτρου.
Ορισμένες θεωρητικές προσεγγίσεις υποστηρίζουν ότι σε αυτές τις εξαιρετικά μικρές κλίμακες τα σωματίδια ενδέχεται να είναι πιο ευαίσθητα στην επίδραση της σκοτεινής ύλης. Αυτό θα μπορούσε να μεταβάλλει τον τρόπο με τον οποίο τα κουάρκ αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και διασπώνται.
Επομένως, η καταγραφή φαινομένων σε αυτόν τον μικροσκοπικό κόσμο ενδέχεται να προσφέρει στους ερευνητές έναν νέο τρόπο αναζήτησης της σκοτεινής ύλης.
«Χτυπάμε την πόρτα αυτού του Ζεπτοσύμπαντος», δήλωσε στο BBC News ο δρ Χάρι Κλιφ από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, ο οποίος είχε την ευθύνη της ανάλυσης των δεδομένων.
Όπως εξήγησε, η μελέτη αυτών των υποατομικών αλληλεπιδράσεων δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να παρακολουθούν από πολύ κοντά τη συμπεριφορά πιθανών νέων σωματιδίων.
«Αυτό που θέλουμε τώρα είναι να μπούμε μέσα, να εξερευνήσουμε και να ανακαλύψουμε ποια νέα σωματίδια μπορεί να βρίσκονται εκεί. Για να το πετύχουμε, χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα», πρόσθεσε.
Αναβάθμιση 150 εκατ. λιρών στον ανιχνευτή του CERN
Η επόμενη φάση της έρευνας προϋποθέτει σημαντική αύξηση των δεδομένων που θα μπορούν να συλλέγουν οι επιστήμονες.
Οι 28 χώρες που συμμετέχουν στο ερευνητικό πρόγραμμα έχουν συμφωνήσει σε αναβάθμιση του ανιχνευτή LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, ύψους 150 εκατομμυρίων λιρών.
Με την αναβάθμιση αναμένεται να δεκαπλασιαστεί η συχνότητα καταγραφής των συγκεκριμένων διασπάσεων σωματιδίων, δίνοντας στους ερευνητές πολύ περισσότερες ευκαιρίες να εντοπίσουν φαινόμενα που μέχρι σήμερα παραμένουν ανεξερεύνητα.
«Με αυτόν τον τρόπο θα μπορέσουμε να εξερευνήσουμε το εσωτερικό του Ζεπτοσύμπαντος και να δούμε τι υπάρχει εκεί», ανέφερε ο Χάρι Κλιφ.
Ωστόσο, η χρηματοδότηση του σχεδίου αντιμετωπίζει προβλήματα, καθώς νωρίτερα μέσα στη χρονιά ο βρετανικός οργανισμός Έρευνας και Καινοτομίας (UKRI), ο οποίος είναι αρμόδιος για τη χρηματοδότηση της επιστημονικής έρευνας, ανακοίνωσε ότι αποσύρει τη συνεισφορά του στο συγκεκριμένο πρόγραμμα αναβάθμισης.
Η απόφαση εντάσσεται σε ένα ευρύτερο πλαίσιο περικοπών σε ερευνητικά προγράμματα φυσικής και αστρονομίας σωματιδίων. Ανάμεσα σε αυτά βρίσκεται και το εμβληματικό τηλεσκόπιο Lovell στο Jodrell Bank.
Παρά το γεγονός ότι η ερευνητική ομάδα που πραγματοποίησε την ανάλυση έχει έδρα το Κέιμπριτζ, οι περικοπές δημιουργούν αβεβαιότητα για τη μελλοντική συμμετοχή της Βρετανίας στο πρόγραμμα.
Ο καθηγητής Τιμ Γκέρσον, επικεφαλής της διεθνούς συνεργασίας LHCb, δήλωσε στο BBC News ότι η πλήρης συμμετοχή της χώρας στην έρευνα τίθεται πλέον υπό αμφισβήτηση.
«Το Ηνωμένο Βασίλειο κινδυνεύει να μείνει εκτός και να χάσει πραγματικά σημαντικές ανακαλύψεις», προειδοποίησε.
Όπως πρόσθεσε, οι μακροπρόθεσμες συνέπειες ενδέχεται να είναι ακόμη μεγαλύτερες, καθώς η χώρα κινδυνεύει να χάσει τα οφέλη από την εκπαίδευση και την κατάρτιση νέων επιστημόνων.
Φόβοι για φυγή νέων επιστημόνων στο εξωτερικό
Μεταξύ των ερευνητών που βρίσκονται στα πρώτα στάδια της σταδιοδρομίας τους είναι και η δρ Μέρι Ρίτσαρντσον-Σλίπερ, μέλος της ομάδας που συμμετείχε στην ανακάλυψη των σημάτων από το Ζεπτοσύμπαν.
Η ίδια εξετάζει πλέον το ενδεχόμενο να συνεχίσει την ερευνητική της πορεία εκτός Βρετανίας, εξαιτίας των περικοπών στη χρηματοδότηση της φυσικής.
«Μου αρέσει να βρίσκομαι εδώ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, αλλά εξετάζω θέσεις εργασίας στο εξωτερικό, καθώς εκεί φαίνεται να υπάρχουν περισσότερες ευκαιρίες αυτή τη στιγμή», δήλωσε.
Πρόσθεσε, μάλιστα, ότι αρκετοί συνάδελφοί της που ασχολούνται με τη θεμελιώδη φυσική έχουν ήδη εγκαταλείψει τη χώρα.
Οι περικοπές προκαλούν ιδιαίτερη συζήτηση, καθώς ανακοινώθηκαν παρά τη συνολική αύξηση του βρετανικού προϋπολογισμού για την επιστήμη, η οποία χαρακτηρίζεται ιστορική.
Ο καθηγητής Μπράιαν Κοξ, γνωστός τηλεοπτικός παρουσιαστής και ερευνητής φυσικής σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη συγκεκριμένη έρευνα, χαρακτήρισε τα νέα αποτελέσματα σημαντικά.
Παράλληλα, άσκησε έντονη κριτική στην απόφαση για τη μείωση της βρετανικής χρηματοδότησης προς τα ερευνητικά προγράμματα του CERN.
«Θα ήταν εξαιρετικά επιζήμιο να απομακρυνθούμε αυτή τη στιγμή από την επιστημονική ηγεσία του Ηνωμένου Βασιλείου, υπονομεύοντας το μελλοντικό ερευνητικό πρόγραμμα και πλήττοντας σοβαρά τη διεθνή φήμη που έχουμε οικοδομήσει με τόσο κόπο», δήλωσε.
Από την πλευρά του, το UKRI υποστήριξε στο BBC News ότι παραμένει πλήρως δεσμευμένο στη συμμετοχή του στο CERN, στο οποίο αποτελεί τον δεύτερο μεγαλύτερο χρηματοδότη, με ετήσια συνεισφορά περίπου 175 εκατομμυρίων λιρών.
Εκπρόσωπος του οργανισμού ανέφερε ότι η χρηματοδοτική πολιτική διαμορφώθηκε έπειτα από ανεξάρτητες αξιολογήσεις και ότι έχει προωθηθεί ένα νέο πρόγραμμα επενδύσεων σε ερευνητικές υποδομές.
Όπως διευκρίνισε, σε αυτό περιλαμβάνονται έργα που αφορούν την καθαρή ενέργεια, την ιατρική απεικόνιση και την πολιτιστική κληρονομιά.
«Ωστόσο, όπως συμβαίνει συνήθως, υποβλήθηκαν περισσότερες αξιόλογες προτάσεις χρηματοδότησης από όσες είχαμε τη δυνατότητα να υποστηρίξουμε», κατέληξε.
Πηγή: skai.grΔιαβάστε τις Ειδήσεις σήμερα και ενημερωθείτε για τα πρόσφατα νέα.
Ακολουθήστε το Skai.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις.
