Νέος πανίσχυρος επιταχυντής θα εφοδιάσει το ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών

Γνωρίζοντας πως ο LHC, ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής, οι επιστήμονες στο CERN ήδη ετοιμάζουν το επόμενο μηχάνημα που θα εφοδιάσει το ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών.

Τα νέα σχέδια του CERN: Ο μικρότερος,φθηνότερος αλλά και πολύ καλύτερος διάδοχος του επιταχυντή LHC

Ο επιταχυντής που από το 2000 που ξεκίνησε η λειτουργία του, μέχρι και σήμερα, έχει οδηγήσει σε τεράστιες ανακαλύψεις, υπολογίζεται ότι θα αντέξει μέχρι και το 2030. Οι μελέτες για να βρεθεί ο αντικαταστάτης του, σε ένα πείραμα τόσο μεγάλης εμβέλειας, δεν θα μπορούσαν να μείνουν για την τελευταία στιγμή.
Οι επιστήμονες του CERN εξέταζαν, εδώ και αρκετά χρόνια, το πείραμα Advanced Wakefield Experiment, ή πιο σύντομα AWAKE. Μετά από αρκετά χρόνια μελέτης, η αρχική φόρμουλα ώστε να δημιουργηθεί ο νέος επιταχυντής βρέθηκε, το 2013 το πείραμα εγκρίθηκε από το Ερευνητικό Συνέδριο του CERN και η προετοιμασία για την δημιουργία του νέου επιταχυντή ξεκίνησε.
Οι υπεύθυνοι του προγράμματος είχαν ένα πολύ δύσκολο έργο μπροστά τους. Αυτό διότι όχι μόνο θα έπρεπε να δημιουργήσουν ένα καλύτερο μηχάνημα από το ήδη εξωπραγματικό LHC, αλλά επειδή συνάμα αυτό θα έπρεπε να είναι και φθηνότερο. Με την τεχνική που παρουσιάζει το πείραμα AWAKE, υπολογίζεται πως η επιτάχυνση των σωματιδίων μπορεί να είναι εώς και 1.000 φορές μεγαλύτερη. Παράλληλα, το κόστος της κατασκευής αναμένεται να είναι πολύ μικρότερο, αφού ο νέος επιταχυντής θα είναι… mini διάστασης, παρουσιάζοντας όμως μια πολύ εξελιγμένη τεχνική επιτάχυνσης.

Σωματίδια που… σερφάρουν – Η νέα τεχνική που κάνει την διαφορά
Ανάμεσα στους επιστημονικούς κύκλους του CERN υπάρχει η πεποίθηση πως κατασκευές όπως αυτή του LHC έχουν φτάσει το μέγιστο όριο αποδοτικότητας. Αυτό διότι τέτοιου είδους μηχανισμοί επιτάχυνσης, στηρίζονται στο τεράστιο μήκος τους, ώστε να προλάβουν τα σωματίδια να αναπτύξουν μεγάλες ταχύτητες. Δηλαδή, για την δημιουργία ενός ισχυρότερου LHC θα χρειάζονταν υπέρογκα χρηματικά ποσά, αφού τα 27 χιλιόμετρα του τωρινού μήκους του θα έπρεπε να αυξηθούν.
Η νέα τεχνική ξεφεύγει από τις τεράστιες σήραγγες που ως τώρα είχαμε συνηθίσει. Η επιτάχυνση στηρίζεται σε χρήση λέιζερ μέσα σε ειδικό πλάσμα. Για την ανάπτυξη ταχύτητας, όπως σημείωσε σε περιοδικό ο επικεφαλής του πειράματος Αλεν Κάλντγουελ, θα εκτοξεύεται μία δέσμη λέιζερ που θα διαπερνά τη μάζα πλάσματος εντός του επιταχυντή. Με αυτόν τον τρόπο θα προκαλεί ταλάντωση των ηλεκτρονίων και των θετικά φορτισμένων ιόντων. Οι περιοχές που θα είναι θετικά και αρνητικά φορτισμένες θα δημιουργούν κύματα, τα οποία θα επιταχύνουν τα σώματα συνεχώς.
Το σωματίδια θα κινούνται πάνω στα κύματα, με τρόπο που θυμίζει… σερφάρισμα. Η διαφορά με τους συμβατικούς επιταχυντές, είναι πως τα ηλεκτρικά πεδία που δημιουργούνται κατά τέτοιο τρόπο, είναι πολύ πιο ισχυρά. Αυτό με την σειρά του σημαίνει πως το μήκος ενός τέτοιου επιταχυντή θα περιορίζεται σε λίγα χιλιόμετρα, χωρίς ακόμα να έχει υπολογιστεί η ακριβής του διάσταση.

Τα τελευταία βήματα πριν το AWAKE και η μεγάλη κληρονομιά που αφήνει ο LHC
Υπολείπονται ακόμα μερικά πειραματικά δεδομένα, ώστε να αρχίσει να υλοποιείται η επαναστατική ιδέα των επιστημόνων του CERN. Οι άνθρωποι που απαρτίζουν το επιστημονικό δυναμικό του μεγαλύτερου πυρηνικού πειράματος στον κόσμο, εμφανίζονται ενθουσιασμένοι με αυτήν την νέα εξέλιξη, που είναι πολύ πιθανό να αλλάξει τα δεδομένα των ερευνών τους.
Μένει να δούμε αν το AWAKE θα μας προσφέρει αντίστοιχες ανακαλύψεις με αυτές του LHC, που ομολογουμένως έχει θέσει ψηλά τον πήχη. Η ανακάλυψη του «σωματιδίου του θεού» αλλά και η πανίσχυρη σύγκρουση δεσμών του 2010, είναι μέρος της κληρονομιάς που ο LHC θα αφήσει στον πολλά υποσχόμενο διάδοχο του.