Ξεκλειδώνουν μυστικά του σύμπαντος στο CERN

Η Kαβαλιώτισα επιστήμονας Χαρά Πετρίδου που μετέχει στο πείραμα μίλησε από την Ελβετία για την προσπάθεια της ελληνικής συμμετοχής επιστημόνων και μεταπτυχιακών φοιτητών Θα αποκαλυφθούν μυστικά που θα μας οδηγήσουν στο να κατανοήσουμε καλύτερα τους νόμους της φύσης, ενδεχομένως το πώς προέκυψε ο κόσμος μας, τί δυνάμεις επικρατούσαν, τί σωματίδια υπήρχαν… Το Α.Π.Θ. σχεδίασε και κατασκεύασε τους 130 –από τους 1.200 θαλάμους του μιονικού φασματομέτρου του πειράματος «ATLAS»–χρησιμοποιώντας τους 30.000 ανιχνευτές. Ο πρώτος θάλαμος που ελέγχθηκε σε τομογράφο ακτίνων Χ και βρέθηκε να υπερπληροί τις προδιαγραφές, ήταν ελληνικός! Συνέντευξη Μελαχροινή Μαρτίδου

Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο παρακολουθούν με ανυπομονησία τη λειτουργία, ο LHC (Large Hadron Collider), του περιβόητος Μεγάλου Επιταχυντή Ανδρονίων, την πειραματική μεγαμηχανή που κατασκευάστηκε στα σύνορα μεταξύ Ελβετίας και Γαλλίας. Πρόκειται για μια υπόγεια κυκλική σήραγγα, ένα μακρύ δακτυλίδι μήκους 27 χιλιομέτρων και βάθους 100-150 μέτρων κάτω από τα γραφικά λιβάδια της περιοχής. Βασιζόμενοι στον LHC, τον πιο ισχυρό και περίπλοκο επιταχυντή σωματιδίων που δημιουργήθηκε ποτέ, οι ερευνητές ελπίζουν να βρουν κάποιες απαντήσεις σε μια σειρά από θεμελιώδη, αλλά ακόμη αναπάντητα, ερωτήματα της Φυσικής. Λεπτομέρειες γι αυτή την πολυσύνθετη έρευνα αντλούμε από την συζήτηση που έχουμε από την κ. Χαρά Πετρίδου Φυσικό στη Σωματιδιακή Φυσική στο ΑΠΘ που είναι από την Καβάλα, μετέχει στο πείραμα με την ερευνητική της ομάδα και συμμετέχει στις ερευνητικές δραστηριότητες στο CERN εδώ και 25 χρονια. Η ομάδα του Α.Π.Θ. συμμετέχει στο πείραμα τα τελευταία 15 χρόνια. «Συνολικά στη διάρκεια των 15 ετών της συμμετοχής μας στο πείραμα εργάστηκαν περισσότεροι από σαράντα προπτυχιακοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές, υποψήφιοι διδάκτορες, ερευνητές, μέλη Δ.Ε.Π. και τεχνικοί. Πετύχαμε έτσι, με τη συνεχή συνεργασία μας με το διεθνές κέντρο, να διδάξουμε και να διδαχτούμε. Μια συνεχή ανταλλαγή απόψεων, προβληματισμών, νέων ιδεών, όπου οι νέοι επιστήμονες πήραν ενεργό μέρος ,να δημιουργήσουμε και να πλουτίσουμε από τη χαρά αυτή της δημιουργίας. Η συνέπεια στα χρονοδιαγράμματα και η αναγνώριση διεθνώς του έργου του Α.Π.Θ. έδωσαν στην ερευνητική μας ομάδα μια ξεχωριστή θέση μέσα στο πείραμα» θα πει η κ. Πετρίδου. Εσείς με την ιδιότητα της καθηγήτριας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης πως βρίσκεστε εκεί; -Έχουμε ξεκινήσει στο πείραμα αυτό το 1995, στα στάδια του σχεδιασμού του οπότε και αποφασίσαμε να συμμετέχουμε, -είναι τρία τα πανεπιστήμια που αποφάσισαν να συμμετέχουν στο συγκεκριμένο πείραμα. Πρέπει να σας πω ότι στις εγκαταστάσεις του LHC στο CERN γίνονται τέσσερα μεγάλα πειράματα, τα δύο είναι πολύ μεγάλα σε μέγεθος και αριθμό ατόμων και ιδιατέρως περίπλοκα. Το ένα λέγεται ATLAS και το άλλο CMS. Σ’ αυτά τα δύο τεράστια πειράματα υπάρχει συμμετοχή από Ελληνικές ομάδες. Στο πείραμα ATLAS όπου μετέχει το πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, συμμετέχουν και άλλες δύο ομάδες, μια από το πανεπιστήμιο της Αθήνας και μια από το Μετσόβιο. Συμφωνήσαμε με τις τρείς ομάδες να έχουμε μια ουσιαστική συμμετοχή με την κατασκευή ανιχνευτών, υψηλής τεχνολογλιας , που αυτή την στιγμή βρίσκονται στις εγκαταστάσεις του περάματος, λειτουργούν αξιόπιστα και μας δίνουν πολύτιμα δεδομένα. Ποιες απαντήσεις θα δώσει το πείραμα; -Ουσιαστικά αναφερόμαστε στα τεσσερα πειράματα.... Για τους ανθρώπους που δεν έχουν άμεση σχέση με την επιστήμη ονομάζονται όλα μαζί «πείραμα». Τα δύο μεγάλα πειράματα έχουν κοινούς στόχους, που είναι να κατανοήσουμε την φύση των δυνάμεων που επικράτησαν στο σύμπαν, ήδη από την αρχή της δημιουργίας του και ταυτόχρονα να δούμε αν οι μέχρι σήμερα θεωρίες μας για τα στοιχειώδη σωματίδια, για τα συστατικά της ύλης, κατά πόσο είναι σωστές κια κατά πόσο ισχύουν. Στην ουσία κατα τις συγκρούσεις πρωτονίων ( άτομα υδρογόνου χωρίς ηλεκτρόνια ), δημιουργούνται συνθήκες που είναι παρόμοιες με αυτές που επικράτησαν στο σύμπαν στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά την «Μεγάλη Έκρηξη». Άρα τα πειράματα «ξεκλειδώνουν» μυστικά του σύμπαντος; -Ναι, αυτό είναι σωστό. Ξεκλειδώνουν μυστικά του σύμπαντος και σίγουρα θα προκύψει νέα γνώση γιατί μιλάμε για ενέργειες που δεν έχουμε ξαναδημιουργήσει στον κόσμο μας. Επομένως δεν ξέρουμε τι συμβαίνει σε αυτές τις τεράστιες ενέργειες. Ουσιαστικά θα αποκαλυφθούν μυστικά που θα μας οδηγήσουν στο να κατανοήσουμε καλύτερα τους νόμους της φύσης. Ενδεχομένως να κατανοήσουμε καλύτερα το πώς προέκυψε ο κόσμος μας, τι δυνάμεις επικρατούσαν στην αρχή, τι σωματίδια, αν υπήρχαν και άλλες δυνάμεις εκτός από αυτές που γνωρίζουμε, τι σχέση είχε παίξει μια από τις δυνάμεις που σήμερα ξέρουμε ότι είναι τελείως διαφορετική από όλες τις άλλες (η βαρύτητα). Να δούμε γιατί η βαρύτητα, η πλέον γνωστή μας δύναμη, συμπεριφέρεται τελείως διαφορετικά από τις υπόλοιπες τρείς δυνάμεις που ξέρουμε μέχρι σήμερα. Επομένως θα μάθουμε πολλά πράγματα για την φύση των δυνάμεων και την φύση της ύλης. Ενδέχεται να ανατραπούν πολλά πράγματα που θεωρούνται από την επιστήμη θεμελιώδη; -Ναι, φυσικά και δεν αποκλείεται με την νέα γνώση να μας ανοίξει ένα νέο παράθυρο στην κατανόηση του κόσμου, των νόμων της φύσης. Μπορεί πραγματικά να χρειαστεί να ξαναγράψουμε τα βιβλία της φυσικής, αφού κατανοήσουμε αυτό που βλέπουμε στα πειράματα αυτά. Αυτή κ. Πετρίδου είναι και η πρόκληση ειδικά για εσάς τους επιστήμονες εφόσον αναψηλαφίζονται φαινόμενα της φυσικής. -Ακριβώς, για εμάς είναι η μοναδική ευκαιρία που θα έχουμε για να δούμε τι από αυτά που ξέρουμε μέχρι σήμερα είναι διαφορετικό. Ουσιαστικά είναι πιθανόν να προκύψει μια νέα επανάσταση στον κόσμο της φυσικής, αντίστοιχη με αυτή που προέκυψε από την θεωρία της σχετικότητας του Αλβέρτου Αϊνστάϊν, από την κβαντομηχανική. Δεν ξέρουμε τι να περιμένουμε. Το πρώτο βήμα είναι να δούμε ότι αυτά που ξέρουμε μέχρι σήμερα ισχύουν πράγματι, να τα επαληθεύσουμε. Εσείς ανήκετε στο Ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικής έρευνας; -Ναι και εργαζόμουν εκεί και πριν έρθω στην Ελλάδα. Το 1995 ήρθα στην Ελλάδα, αλλά πριν, εργαζόμουν στο CERN για 10 χρόνια δηλαδή από το 1985. Έλκετε την καταγωγή σας από την Καβάλα; -Ναι, βεβαίως. Γενήθηκα και μεγάλωσα στην Καβάλα. Στη συνέχεια σπούδασα στη Θεσσαλονικη και εκανα μεταπτυχιακό και διδακτορικό στην Αμερική. Συμμετέχουν και φοιτητές σε αυτή την προσπάθεια, ως ομάδα; -Φυσικά και μάλιστα στην πορεία αυτή, φανταστείτε ότι ξεκινήσαμε το 1995, -έχουν περάσει 15 χρόνια!- έχουν συμμετάσχει πολλοί φοιτητές με διαφορετικούς τρόπους στην ερευνα που κάνουμε. Κάποιοι τελείωσαν τα διδακτορικά τους, κάποιοι κάνουν τα διδακτορικά τους, αυτή την στιγμή έχουμε 5 υποψήφιους διδάκτορες. , Στην ομάδα μας σήμερα, υπάρχουν φοιτητές που εργάζονται στο πείραμα. Αλλά στην πορεία αυτή της κατασκευής των θαλάμων, του ελέγχου τους, της τοποθέτησης των θαλάμων στο πείραμα, της λήψης δεδομένων με τους θαλάμους και λοιπά, σε όλη αυτή την περίοδο των 15 χρόνων, έχουν δουλέψει μαζί μας πάνω από 40 φοιτητές, είτε κάνοντας την διπλωματική τους ή την μεταπτυχιακή τους εργασία, ή απλώς συμμετέχοντας στις κατασκευές των θαλάμων. Υπήρξαν κατά την έναρξη του πειράματος κάποια προβλήματα. Τώρα έχει όλα τα εχέγγυα για να εξελιχθεί κανονικά; -Το 2008 όταν ξεκίνησε ο επιταχυντής υπήρξε ένα ατυχές συμβάν που τελικά ανέβαλε την έναρξη λειτουργίας του για ένα χρόνο. Υπάρχει ο επιταχυντής πρωτονίων, που επιταχύνει τα πρωτόνια μέσα στο τούνελ των 27 χιλιομέτρων, μέχρι να αποκτήσουν ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός και στην συνέχεια συγκρούονται στα πειράματα. Το δικό μας κομμάτι δεν έχει σχέση με το καθαρά τεχνικό κομμάτι της κατασκευής και λειτουργίας του επιταχυντή. Το πώς θα επιταχυνθούν τα πρωτόνια και πως θα τα φέρουμε σε σύγκρουση στο σημείο που ειναι εγκατεστημένα τα πειράματα. Το πρόβλημα που είχε προκύψει τον Σεπτέμβριο του 2008 είχε σχέση με τον επιταχυντή. Με το καθαρά τεχνικό κομμάτι, που βέβαια είναι υψηλής τεχνολογίας. Υπάρχουν πάνω από 10.000 μαγνήτες σε αυτό το τούνελ που ψύχονται από υγρό ήλιο και έχουν θερμοκρασία σχεδόν απόλυτου μηδενός! Είναι 1,9 βαθμοί Κέλβιν η θερμοκρασία που επικρατεί στους μαγνήτες αυτούς. Το εγχείρημα είναι πάρα πολύ σημαντικό και από άποψη καθαρά τεχνολογική. σύμπαν δεν υπάρχει τόσο ψυχρό σημείο σαν αυτό που έχουμε κατασκευάσει μέσα στο τούνελ του επιταχυντή, καταλαβαίνετε λοιπόν πόσο απαιτητικό είναι τεχνολογικά το εγχείρημα. ‘Ενα απο τα αδύνατα σημεία στις συνδέσεις μεταξύ των μαγνητών είχε σαν αποτέλεσμα το ανεπιθύμητο συμβάν του Σεπτεμβρίου του 2008, που ουσιαστικά ανάγκασε τους επιστήμονες που κατασκεύασαν τον επιταχυντή να ξαναθεωρήσουν θέματα σχετικά με την “ηλεκτρική επικοινωνία”, την σύνδεση, αυτών των υπεραγώγιμων μαγνητών, ώστε να αποφευχθούν περεταίρω συμβάντα στο μέλλον. Τώρα, αυτή την στιγμή που ξαναξεκίνησε ο επιταχυντής, τον Μάρτιο 2010, είχαν ληφθεί όλα τα μέτρα, ώστε να μην έχουμε ξανά τέτοιου είδους αποτυχίες. Το ενδιαφέρον της πανεπιστημιακής κοινότητας και όχι μόνο είναι στραμμένο στο CERN. Πότε πιστεύετε ότι θα έχουμε τα πρώτα αποτελέσματα; -Αυτή την στιγμή βρίσκομαι στο γραφείο και ουσιαστικά παιδευόμαστε με τους συνεργάτες μας στην Γενεύη και με κάποιους φοιτητές μας εδώ, να κατανοήσουμε τα πρώτα αποτελέσματα. Φυσικά δεν πρόκειται να δούμε κάτι καινούριο ακόμα, αλλά, όπως σας είπα, ξεκινάμε βήμα-βήμα, έχουμε αρκετά δεδομένα, - τα CD που έχουμε γράψει φτάνουν ήδη σε ύψος μερικά «μέτρα», ώστε να κατανοήσουμε το περίπλοκο ανιχνευτικό σύστημα που έχουμε κατασκευάσει. Πρέπει πρώτα να τα κατανοήσουμε από την πλευρά του ανιχνευτή, για να μπορέσουμε αργότερα, όταν παρατηρήσουμε κάτι νέο, να είμαστε σε θέση να το αναγνωρίσουμε. Επομένως αυτή την στιγμή οι πρώτες μας προσπάθειες, οι πρώτες μας ανακοινώσεις, έχουν σχέση με τα ήδη γνωστά, με μετρήσεις που έχουν ξαναγίνει στον θέμα της φυσικής των υψηλών ενεργειών. Τι να σας ευχηθούμε; -Να κρατήσουμε το ενδιαφέρον μας και την περιέργεια μας ζωντανή ως το τέλος και να αξιωθούμε να δούμε κάτι νέο! Όσο πιο αναπάντεχο είναι το νέο που θα βρούμε, που θα παρατηρήσουμε, τόσο το καλύτερο. Θα το ήθελα πολύ οι φοιτητές μου, που δουλεύουν αυτή την στιγμή μαζί μου, να είναι και οι πρώτοι που θα παρατηρήσουν κάτι καινούριο και οι πρώτοι που θα το κατανοήσουμε. Σας το ευχόμαστε από καρδιάς. -Σας ευχαριστώ και πρέπει να σας πω, όπως το πανεπιστήμιο μας σε συνεργασία με τα δύο πανεπιστήμια, -οι κατασκευές έγιναν εδώ στην Θεσσαλονίκη-, ήταν το πρώτο που έστειλε ανιχνευτή που ήταν αρτιος και εργαζόταν σωστά και είχε φυσικά αποσπάσει τους επαίνους των τριών χιλιάδων συνεργατών και των υπευθύνων του πειράματος. Ελπίζω με τον ίδιο τρόπο να έχουμε την τύχη να είμαστε και οι πρώτοι, -ίσως είναι πολύ φιλόδοξο αυτό-, αλλά θα ήθελα να είμαστε στην ομάδα που πρώτοι θα παρατηρήσουμε κάτι νέο, είναι το όνειρο μας. Σας τιμά αυτό σαν βόρεια Ελλάδα, σαν πανεπιστήμιο και σας το ευχόμαστε από καρδιάς. Νέοι τομείς εφαρμογής Οι ανάγκες της ερευνητικής ομάδας για την ανάλυση των δεδομένων στο πείραμα «ATLAS» οδήγησε στη δημιουργία ενός καταρχήν πιλοτικού κόμβου υπολογιστών τεχνολογίας πλέγματος (GRID) στο Α.Π.Θ. Η ιδέα της κατανεμημένης υπολογιστικής ισχύος και του κατανεμημένου αποθηκευτικού χώρου ξεκίνησε από το CERN για τις ανάγκες των πειραμάτων του LHC και ήδη βρίσκει εφαρμογές σε κλάδους όπως η βιολογία, μετεωρολογία, σεισμολογία. Με την αποκτηθείσα τεχνογνωσία, λειτουργεί στο Α.Π.Θ. ένας από τους έξι κόμβους του HellasGrid. Ο κόμβος αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για τη διαχείριση και ανάλυση των δεδομένων του πειράματος «ATLAS» από την ερευνητική ομάδα του Α.Π.Θ. στο άμεσο μέλλον. αποκλειστική συνενέντευξη : ΧΡΟΝΟΣ