Τι θα γινόταν αν βάζατε το κεφάλι σας σε έναν επιταχυντή σωματιδίων;
Τα μηχανήματα που είναι γνωστά ως "επιταχυντές σωματιδίων" δεν ήταν δημοφιλή ή γνωστά στο ευρύ κοινό μέχρι πρόσφατα. Μόνο οι επιστήμονες, οι εργαστηριακοί ποντικοί και τα πρεζάκια της φυσικής γνώριζαν τι έκαναν αυτές οι μηχανές, αλλά στην εποχή του Διαδικτύου, όλα έχουν αλλάξει. Επίσης, ένας άλλος λόγος για την ξαφνική έκρηξη της δημοτικότητας αυτού του τομέα είναι η επιτυχία του "Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων".
Τι είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων;
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων - ή LHC - είναι το μεγαλύτερο μηχάνημα που έχει κατασκευάσει ποτέ η ανθρωπότητα. Έχει επίσης την τιμή να είναι ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων, καθώς και η μεγαλύτερη και πιο πολύπλοκη πειραματική εγκατάσταση, στον πλανήτη. Κατασκευάστηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN) μεταξύ 1998 και 2008 σε συνεργασία με περισσότερους από 10.000 επιστήμονες και μηχανικούς από περισσότερες από 100 χώρες.
Το 2013, χρησιμοποιώντας αυτό το μηχάνημα, το οποίο βρίσκεται σε μια σήραγγα περιμετρικά 27 χιλιομέτρων και 175 μέτρα κάτω από τη γη στην Ελβετία, οι φυσικοί επιβεβαίωσαν ότι είχαν βρει ένα σωματίδιο που ονομάζεται "Σωματίδιο Χιγκς", το οποίο αναφέρεται ευρέως ως "σωματίδιο του Θεού", ανοίγοντας έτσι νέους τομείς έρευνας για τη σταθερότητα του σύμπαντος.
Έτσι... τώρα που επιβεβαιώσαμε ότι αυτές οι μηχανές είναι κατ' εξοχήν σημαντικές και συναρπαστικές, ας κάνουμε ένα πείραμα σκέψης. Τι θα συνέβαινε αν βάζατε το κεφάλι σας μέσα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων; Ξέρω ότι οι επιστήμονες δεν θα ήθελαν να το δοκιμάσετε, και όπως αποδεικνύεται, έχουν πολύ καλό λόγο να σας προειδοποιήσουν.
Τι συμβαίνει μέσα σε έναν επιταχυντή σωματιδίων;
Βασικά, οι επιταχυντές σωματιδίων είναι ισχυρές μηχανές που διεγείρουν τα υποατομικά σωματίδια να κινηθούν με τεράστιες ταχύτητες. Τα τοιχώματα της σήραγγας που περιέχει τα σωματίδια παράγουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία για τον έλεγχο της πορείας του σωματιδίου. Σκεφτείτε αυτά τα πεδία σαν την κάννη ενός όπλου, η οποία ελέγχει την ταχύτητα και την κατεύθυνση μιας σφαίρας. Στη συνέχεια διεξάγονται πειράματα με τα υποατομικά σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων που κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός, γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικά ενεργητικά. Ένα μόνο πρωτόνιο, το οποίο είναι απείρως μικρότερο από μια σφαίρα, κινούμενο με την ταχύτητα του φωτός θα μπορούσε να σας σκοτώσει χίλιες φορές.
Οι εξειδικευμένοι επιταχυντές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως επιταχυντές ατόμων ή συγκρουστές σωματιδίων, συγκρουόμενοι με δύο δέσμες σωματιδίων που κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αυτές οι συγκρούσεις μπορούν να μελετηθούν για να αποκτηθούν πληροφορίες σχετικά με τα δομικά στοιχεία της ύλης και ενδεχομένως τη δημιουργία του ίδιου του σύμπαντος!
Οπότε... θα είχε το κεφάλι σας ελπίδες;
Αφήνοντας τα πραγματικά πειράματα στους ειδικούς, ας δούμε πόσο δημιουργικοί μπορείτε να γίνετε με έναν επιταχυντή σωματιδίων και ένα ανθρώπινο κεφάλι, αν υποθέσουμε ότι τα έχετε και τα δύο πρόχειρα. Πολλά πράγματα συμβαίνουν μέσα σε μια τόσο περίπλοκη μηχανή και απαιτείται μεγάλη συντήρηση για να διατηρείται το περιβάλλον μέσα στη σήραγγα σταθερό και κατάλληλο για πειράματα.
Το κενό
Δεδομένου ότι δαπανάται τόσο μεγάλη προσπάθεια και ενέργεια για να κινηθούν τα σωματίδια τόσο γρήγορα, οι επιστήμονες δεν μπορούν να αντέξουν άχρηστες συγκρούσεις με μόρια του αέρα. Η παρουσία άλλων μορίων θα έδινε ανακριβή αποτελέσματα και ακανόνιστες εκτιμήσεις. Τώρα, αν βάζατε το κεφάλι σας μέσα σε ένα τέτοιο κενό, θα ανατιναζόταν από μέσα προς τα έξω λόγω της μεγάλης διαφοράς πίεσης. Το θετικό είναι ότι αυτό δεν θα είναι το πρώτο πράγμα που θα σας σκοτώσει- θα χρειαστούν περίπου δέκα δευτερόλεπτα για να εκραγεί το κεφάλι σας- σε αυτό το διάστημα, μπορείτε να σκεφτείτε γιατί το κάνετε αυτό εξ αρχής.
Η θερμοκρασία υπό το μηδέν
Το εσωτερικό του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων είναι πιο κρύο και από το διάστημα. Για να μπορεί να αγωγιμοποιηθεί ο ηλεκτρισμός χωρίς αντίσταση, ο LHC ψύχεται σε θερμοκρασία -271 βαθμών Κελσίου. Περιττό να πούμε ότι το κεφάλι σας θα μετατρεπόταν σε παγωτό πριν καν καταλάβετε τι συμβαίνει! Ακόμα κι έτσι, οι επιπτώσεις του ακραίου ψύχους θα διαρκούσαν λίγο περισσότερο από τον πραγματικό παράγοντα που ευθύνεται για τη θανάτωσή σας.
Υψηλή ενέργεια των σωματιδίων
Όπως ίσως γνωρίζετε, οι ακτίνες των υποατομικών σωματιδίων που κινούνται με υψηλές ταχύτητες μεταφέρουν πολλή ενέργεια. Στους επιταχυντές όπως ο LHC, τα σωματίδια κινούνται τόσο γρήγορα που, αν κολλήσετε το κεφάλι σας στην πορεία τους, η δέσμη θα σας διαπεράσει κατευθείαν. Στην πραγματικότητα, ακόμη και ένα μπλοκ χαλκού βάρους 6.000 τόνων θα έλιωνε αμέσως σε υγρό όταν εκτίθετο σε τόση ενέργεια. Ως εκ τούτου, όταν οι επιστήμονες πρέπει να σταματήσουν μια ακτίνα μόλις τελειώσουν με τα πειράματά τους, κάνουν τη δέσμη να περάσει μέσα από φύλλα γραφίτη για να τη σταματήσουν σταδιακά.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου