ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΑLICE

   Aπό το Ευρωπαίκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ανακοινώθηκε ότι στις 7 Νοεμβρίου 11:20 ώρα κεντρικής Ευρώπης ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων (LHC), δημιούργησε τη πρώτη σύγκρουση βαρέων ιόντων μολύβδου σηματοδοτώντας την έναρξη του πειράματος ALICE.

Mέχρι αυτή την ημερομηνία ο επιταχυντής δημιουργούσε συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων που είναι πολύ ελαφρύτερα σωματίδια σε σχέση με τα ιόντα μολύβδου.

 

ΑLICE είναι το ακρωνύμιο για το μεγάλο πείραμα σύγκρουσης ιόντων. ( Α LARGE ΙΟΝ ΕOLLIDER ΕXPIREMENT) Το πείραμα ΑLICE σχεδιάστηκε για να δώσει απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα της δομής της ύλης.

1) Τι συμβαίνει όταν η ύλη θερμανθεί σε θερμοκρασίες 100.000 φορές μεγαλύτερη της θερμοκρασίας που επικρατεί στο κέντρο του Ήλιου;

2) Γιατί τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν μάζα 100 φορές μεγαλύτερη από τα κουάρκς που τα αποτελούν?

3) Μπορούν τα κουάρκς εντός των πρωτονίων και των νετρονίων να απελευθερωθούν;

Στο πείραμα ΑLICE γίνεται σύγκρουση βαρέων ιόντων μολύβδου, ώστε να δημιουργηθούν στο εργαστήριο, συνθήκες ίδιες με εκείνες που δημιουργήθηκαν αμέσως λίγο μετά τη μεγάλη έκρηξη που δημιούργησε το σύμπαν.

ΤΑ δεδομένα που θα προκύψουν θα επιτρέψουν στους Φυσικούς να μελετήσουν ΜΙΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ της ύλης γνωστής ως πλάσμα κουάρκ-γλουονίων,η οποία πιστεύεται ότι υπήρξε λίγο μετά την μεγάλη έκρηξη.

Όλη η ύλη που υπάρχει σήμερα στο σύμπαν είναι κατασκευασμένη από άτομα.Κάθε άτομο έχει ένα πυρήνα που αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια, ο πυρήνας περιβάλλεται από ένα νέφος ηλεκτρονίων.Τα πρωτόνια και νετρόνια έχουν δημιουργηθεί από κουάρκς που συνδέονται μαζί, μέσω άλλων σωματιδίων που λέγονται γλουόνια. Αυτή η απίστευτη ισχυρή δύναμη που συνδέει τα κουάρκς μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι δεν μπορεί στη φύση να υπάρχουν ελεύθερα κουάρκς.

Οι συγκρούσεις ιόντων μολύβδου εντός του επιταχυντή αδρονίων (LHC) δημιουργήσουν θα θερμοκρασία 100.000 φορές μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία που επικρατεί στο πυρήνα του Ήλιου.Οι Φυσικοί ελπίζουν ότι κάτω από αυτές τις συνθήκες τα πρωτόνια και τα νετρόνια θα διασπαστούν και θα απελευθερώσουν τα κουάρκς από το δεσμό που προκαλούν τα γλουόνια.Τότε θα δημιουργηθεί το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων, όπως δημιουργήθηκε όταν το σύμπαν ήταν εξαιρετικά θερμό.

Στόχος του πειράματος είναι να μελετηθεί το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων καθώς εκτονώνεται και συγχρόνως ψύχεται, παρατηρώντας πως προοδευτικά δημιουργεί σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη στο σημερινό σύμπαν.Πάνω από 1000 επιστήμονες από 94 ινστιτούτα από 28 χώρες εργάζονται πάνω στο πείραμα ALICE.

Η  Φυσική του πειράματος ΑLICE

Τα κουάρκς είναι δεσμευμένα εντός των πρωτονίων και των νετρονίων από μια δύναμη γνωστή ως ισχυρή αλληλεπίδραση, η δύναμη αυτή δημιουργείται μέσω της ανταλλαγής σωματιδίων που λέγονται γλουόνια.

Η ισχυρή αλληλεπίδραση είναι επίσης υπεύθυνη για τη δέσμευση των νετρονίων και των πρωτονίων εντός του ατομικού πυρήνα.

Αν και η ισχυρή αλληλεπίδραση είναι αρκετά γνωστή σήμερα, δύο πολύ βασικά θέματα παραμένουν άλυτα, η προέλευση  του περιορισμού των κουάρκς εντός των νουκλεονίων και ο μηχανισμός δημιουργίας της μάζας.Η άποψη είναι ότι η μάζα πρέπει να δημιουργείται από το τρόπο που οι ιδιότητες του κενού τροποποιούνται από την ισχυρή αλληλεπίδραση.

Ο εγκλεισμός των κουάρκς

Ποτέ δεν έχουν βρεθεί  ελεύθερα κουάρκς όπως και γλουόνια, φαίνεται να είναι δεσμευμένα και περιορισμένα  εντός σύνθετων σωματιδίων, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια.Αυτό ονομάζεται εγκλεισμός. Ο ακριβής μηχανισμός που προκαλεί αυτόν τον εγκλεισμό παραμένει άγνωστος.

Δημιουργία της μάζας

Τα πρωτόνια και νετρόνια είναι γνωστό ότι αποτελούνται από τρία κουάρκς, αλλά προσθέτοντας της μάζες των τριών κουάρκς, μόνο το 1% της μάζας του πρωτονίου ή του νετρονίου καλύπτουν.Το 99% της μάζας του πρωτονίου ή του νετρονίου από πού προήλθε;

 Ο μηχανισμός που περιορίζει τα κουάρκς εντός των πρωτονίων και των νετρονίων είναι υπεύθυνος και για τη δημιουργία του μεγαλύτερου ποσού μάζας στο σύμπαν;

1) Εικόνα από τις πρώτες συγκρούσεις του πειράματος ALICE. Τα ίχνη δείχνουν τη πορεία των σωματιδίων που δημιουργήθηκαν μετά τη σύγκρουση των ιόντων μολύβδου, στις 11/8/2010 11: 29: 42. Κάνετε κλικ στη φωτο.

2) Το άνθος του Χρυσάνθεμου του ΞΩΤΙΚΟΎ δείχνει τη συμμετρία στη Φύση.Η ίδια μορφής συμμετρία πρέπει να δημιουργήθηκε με τη μεγάλη έκρηξη, τα σωματίδια της ύλης ακολούθησαν τις διευθύνσεις που δείχνουν τα μώβ πέταλα του άνθους.