Σε «τροχιά» ο ιαπωνικός επιταχυντής που θα αναζητήσει νέες φυσικές θεωρίες

στις

Ένα βήμα που φέρνει πιο κοντά την ολοκλήρωση του επιταχυντή SuperKEKB, πραγματοποιήθηκε πριν από λίγες ημέρες στην Ιαπωνία. Πιο συγκεκριμένα, ο SuperKEKB κατάφερε να επιταχύνει μία δέσμη ηλεκτρονίων στο εσωτερικό του, τα οποία άγγιξαν σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Λίγες εβδομάδες νωρίτερα, είχε καταφέρει το ίδιο με μία δέσμη ποζιτρονίων, δηλαδή αντισωμάτιων των ηλεκτρονίων, αναγκάζοντάς την να κινηθεί στην αντίθετη κατεύθυνση.

superkekb

Η επιτάχυνση ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων σε τόσο υψηλές ταχύτητες, και σε «συμπαγείς» δέσμες που κινούνται σε αντίθετες τροχιές, είναι απαραίτητες για να φέρει σε πέρας ο SuperKEKB την αποστολή του, η οποία «περνά» μέσα από τη σύγκρουση των δύο αυτών «συστατικών» της ύλης.

Η πειραματική διάταξη βρίσκεται στο Εργαστήριο KEK, στην ιαπωνική πόλη Τσουκούμπα (Tsukuba). Αν και η διάμετρός της είναι μόλις 3 χιλιόμετρα, τη στιγμή που η περίμετρος του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN είναι 27 χιλιόμετρα, αναμένεται να ξεπεράσει το τεράστιο μηχάνημα στη Γενεύη σε αριθμό συγκρούσεων ανά δευτερόλεπτο.

Ο αριθμός των συγκρούσεων ονομάζεται «φωτεινότητα» του επιταχυντή και εξαρτάται από την πυκνότητα κάθε δέσμης σε σωματίδια, όπως και από τη διάμετρό της. Γι’ αυτό και, στο εσωτερικό του SuperKEKB, κάθε δέσμη δεν θα ξεπερνά σε διάμετρο τα 100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου.

Με τις συγκρούσεις των ηλεκτρονίων με τα ποζιτρόνια, θα παράγονται στοιχειώδη σωματίδια (κάτω κουάρκ και κάτω αντικουάρκ) το οποία, όπως ελπίζουν οι επιστήμονες, με τη διάσπασή τους θα φέρουν στο «φως» άγνωστα σωματίδια, συμβάλλοντας έτσι στο να δοθούν απαντήσεις σε μερικά ανεξήγητα ακόμη και σήμερα ερωτήματα της φυσικής.

Ένα από αυτά είναι η συμμετρία της ύλης με την αντιύλη στο σύμπαν: σύμφωνα με το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης, η ύλη με την αντιύλη θα έπρεπε να παραχθούν σε ίσες ποσότητες κατά τη «γένεση» του σύμπαντος, κάτι που αν συνέβαινε όμως στην πράξη θα σήμαινε πως σε κάθε σωματίδιο θα αντιστοιχούσε κι ένα αντισωματίδιο, με συνέπεια με τη σύγκρουσή τους να εξαϋλωθούν.

Με δεδομένη όμως τη μορφή που έχει ο «κόσμος», στον οποίο η ύλη έχει επικρατήσει έναντι της αντιύλης, το συμπέρασμα είναι πως στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος υπήρχε μια μικρή ασυμμετρία μεταξύ των σωματιδίων και αντισωματιδίων. Μάλιστα, αυτή η ασυμμετρία δεν μπορεί να εξηγηθεί στα πλαίσια του Καθιερωμένου Προτύπου, το οποίο είναι η αποδεκτή σήμερα θεωρία για τους «δομικούς λίθους» της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις.

Έτσι, από τις συγκρούσεις στον SuperKEKB, οι επιστήμονες αισιοδοξούν πως θα βρουν στοιχεία για την αιτία που τα σωματίδια υπερίσχυσαν των αντισωματιδίων στις αρχικές φάσεις εξέλιξης του σύμπαντος. Στοιχεία που, αν όντως προκύψουν, εκ των πραγμάτων θα ανοίξουν τον δρόμο για νέες φυσικές θεωρίες, πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.

Πηγή

Advertisements