Τρίτη, 29 Δεκεμβρίου 2015

Mαγνητική ασπίδα για αναζητήσεις πέρα από το υπάρχον μοντέλο της φυσικής


Ένα νέο πειραματικό εργαλείο θα αποκτήσουν σύντομα οι επιστήμονες, το οποίο θα τους βοηθήσει να ψάξουν για άγνωστα έως σήμερα φαινόμενα ή και στοιχειώδη σωματίδια. Η διάταξη είναι μια μαγνητική ασπίδα, η οποία βρίσκεται υπό κατασκευή στη γερμανική πόλη Γκάρχινγκ, κοντά στο Μόναχο, με σκοπό να εξερευνηθούν «περιοχές» της φυσικής που ενδεχομένως θα ανοίξουν τον δρόμο για νέες φυσικές θεωρίες, πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.

Για την επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου, η διεθνής ερευνητική ομάδα που βρίσκεται πίσω από τη μαγνητική ασπίδα σχεδίασε και δοκίμασε την πειραματική διάταξη, ώστε αυτή να εξασφαλίζει εξαιρετικά ασθενές μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό της.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο είναι η πιο ολοκληρωμένη θεωρία που έχει διατυπωθεί έως σήμερα για την περιγραφή των δομικών λίθων της ύλης και της ακτινοβολίας, όπως και των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων.

Παρόλο που οι προβλέψεις του έχουν επιβεβαιωθεί από αμέτρητα πειράματα, είναι βέβαιο πως δεν αποτελεί την τελευταία λέξη της φυσικής, στην προσπάθειά της να εξηγήσει τον κόσμο που μας περιβάλλει.

Κι αυτό γιατί αφήνει αρκετά ερωτηματικά αναπάντητα, όπως την ασυμμετρία μεταξύ της ύλης και της αντιύλης στο πρώιμο σύμπαν, τη σύσταση της σκοτεινής ύλης και τη φύση της σκοτεινής ενέργειας.

Για την επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου, η διεθνής ερευνητική ομάδα που βρίσκεται πίσω από τη μαγνητική ασπίδα σχεδίασε και δοκίμασε την πειραματική διάταξη, ώστε αυτή να εξασφαλίζει εξαιρετικά ασθενές μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό της.

Έτσι, η συσκευή θα έχει 10 φορές καλύτερη «επίδοση» από την πιο προηγμένη έως σήμερα μαγνητική ασπίδα, επιτρέποντας επομένως στους επιστήμονες να μετρήσουν με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια ορισμένες ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων. Με αυτό τον τρόπο, ίσως έρθουν στο «φως» καινούρια σωμάτια ή προσδιορισθούν καλύτερα διάφορες παράμετροι για την αναζήτησή τους.

Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Journal of Applied Physics, περιγράφοντας τις τεχνικές προδιαγραφές της ασπίδας, οι μετρήσεις υψηλής ακρίβειας είναι ένας από τους τρεις τρόπους για την αναζήτηση φυσικών θεωριών πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.

Μιλώντας στην ιστοσελίδα Phys.org, ο Τόμπιας Λινς, διδακτορικός ερευνητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TU München) στις εγκαταστάσεις του οποίου θα φιλοξενείται η διάταξη, η μέθοδος αυτή έρχεται να συμπληρώσει τα πειράματα στους επιταχυντές και τις έρευνες για την καταγραφή δεδομένων που έχουν «διασωθεί» από το πρώιμο σύμπαν.

«Τα πειράματα ακριβείας έχουν τη δυνατότητα να μελετήσουν τη φύση σε ενεργειακές κλίμακες που ενδεχομένως δεν μπορούν να εξασφαλίσουν οι συγκρούσεις στους υπάρχοντες επιταχυντές ή σε αυτούς που θα τους διαδεχθούν», σημειώνει ο Λινς.

Ο λόγος είναι πως η ύπαρξη νέων «εξωτικών» σωματιδίων πιθανόν μεταβάλλει τις ιδιότητες ήδη γνωστών συστατικών της ύλης. Έτσι, μια μικρή απόκλιση από τις αναμενόμενες ιδιότητες ενδεχομένως να «προδώσει» ένα καινούριο και άγνωστο μέχρι τώρα σωμάτιο.

Η διάταξη αποτελείται από αρκετά κελύφη, τα οποία είναι εγκιβωτισμένα το ένα μέσα στο άλλο. Κάθε κέλυφος έχει κατασκευαστεί από ένα ειδικό κράμα νικελίου και σιδήρου, ώστε να λειτουργεί σαν ένα είδος «σφουγγαριού» που απορροφά και επανακατευθύνει τα μαγνητικά πεδία.

Με τη βοήθεια και της ειδικής σχεδίασης που έχει η συσκευή, το εσωτερικό της είναι θωρακισμένο τόσο από το μαγνητικό πεδίο της γης όσο και από τα πεδία που δημιουργεί εξοπλισμός όπως οι γεννήτριες και οι μετασχηματιστές.

Η ασπίδα θα είναι σύντομα έτοιμη να χρησιμοποιηθεί από τους επιστήμονες, οι οποίοι έχουν ήδη καταστρώσει τα σχέδια για το πρώτο πείραμα – τη μέτρηση της κατανομής της ηλεκτρικής διπολικής ροπής (EDM), ενός ισοτόπου του στοιχείο ξένον.

Αν οι τιμές που προκύψουν είναι μεγαλύτερες από αυτές που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο, τότε αυτό θα αποτελεί ένδειξη για την ύπαρξη ενός σωματιδίου με μάζα ανάλογη της διαφοράς των μετρήσεων από τους θεωρητικούς υπολογισμούς.

Σε επόμενη φάση, θα επιχειρήσουν να ανιχνεύσουν για πρώτη φορά μαγνητικά μονόπολα.

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου