Δύο μεγάλα ερευνητικά κέντρα, το CERN στην Ελβετία και το Fermilab στο Σικάγο, γίνονται πηγή έμπνευσης και γνώσης για ανήσυχους ταξιδιώτες.
Ποδηλατώντας κοντά στα γαλλοελβετικά σύνορα, το φιδογυριστό μονοπάτι περνούσε μπροστά από δάση, ξεχασμένους αμπελώνες και χωράφια με λάχανα, κάτω από το ακούραστο βλέμμα ενός γερακιού. Κάποια στιγμή, σταμάτησα για να περπατήσω σε ένα παλιό νεκροταφείο και βρέθηκα μπροστά σε ρωμαϊκά ερείπια. Το πρωινό ήταν τόσο ατμοσφαιρικό, που σχεδόν ξέχασα ότι η μεγαλύτερη μηχανή του πλανήτη βρισκόταν από κάτω μου. O Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ήταν ο λόγος του ταξιδιού μου, στα περίχωρα της Γενεύης, με θέμα την επιστήμη και η πρώτη στάση ήταν στον επιταχυντή στοιχειωδών σωματιδίων του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), που αναπτύσσεται σε κυκλική σήραγγα 27 χιλιομέτρων και αποτελεί, αναμφίβολα, την πιο διάσημη επιστημονική εγκατάσταση του κόσμου. Για την ακρίβεια, το CERN είναι τόσο δημοφιλές, που οι δωρεάν ξεναγήσεις γίνονται ανάρπαστες. Παρακολουθούσα για μήνες τη διαθεσιμότητα στην ιστοσελίδα του κι όταν τελικά βρήκα θέση, άρχισα τις επαναλήψεις στη φυσική.
Η ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΑ ΑΞΙΟΘΕΑΤΑ
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων επιτρέπει στα πρωτόνια να ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Κάθε πρωτόνιο τρέχει γύρω από τον επιταχυντή 11.245 φορές το δευτερόλεπτο. Οι επιστήμονες του CERN τα ενθαρρύνουν να συγκρουστούν το ένα με το άλλο. Πελώριοι ανιχνευτές και παγκόσμια υπολογιστικά δίκτυα εξετάζουν εξονυχιστικά τα συντρίμμια, αναζητώντας κάτι καινούργιο και ενδιαφέρον. Για παράδειγμα, το 2012 ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ανακάλυψε το μποζόνιο Higgs, ένα υποατομικό σωματίδιο μικρότερο από πρωτόνιο, η ύπαρξη του οποίου είχε προβλεφθεί. Η απόδειξη ότι στην πραγματικότητα υπάρχει, έκανε τους φυσικούς να νιώσουν ασφάλεια, επιβεβαιώνοντας ότι το θεωρητικό μοντέλο τους ήταν αξιόπιστο.
Η Σφαίρα της Eπιστήμης και της Kαινοτομίας, στο CERN. (Φωτογραφία: Alex Cretey-Systermans/The New York Times)
Το γεγονός συνέβαλε στο να γίνει το CERN τουριστικό αξιοθέατο, παρότι αυτό είχε ξεκινήσει ήδη από το μυθιστόρημα «Illuminati: Οι πεφωτισμένοι» του Dan Brown, αλλά και από την κωμική σειρά «The Big Bang Theory». Στην πραγματικότητα, βέβαια, το ερευνητικό κέντρο τράβηξε τα φώτα της δημοσιότητας το 2008, όταν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ήταν προγραμματισμένος να ξεκινήσει τη λειτουργία του. Διάφοροι (όχι σχετικοί με το αντικείμενο) υποστήριξαν τότε ότι ο επιταχυντής μπορούσε να δημιουργήσει μια μαύρη τρύπα που θα κατέστρεφε τον πλανήτη. Η άποψη καταρρίφθηκε, ενώ η δημοσιότητα βοήθησε τη φήμη του CERN να διαδοθεί.
Στη βόλτα που έκανα πριν από την επίσκεψη, ποδηλατούσα κατά μήκος της διαδρομής Passeport Big Bang, που αποτελεί αντίγραφο του υπόγειου δαχτυλιδιού. Περνώντας από ένα ποδηλατάδικο, πήρα ένα φυλλάδιο, που στόχο έχει να εξοικειώσει το κοινό με τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων μέσα από χαρακτήρες κινούμενων σχεδίων. Όποιος κι αν ήταν ο δημιουργός του, πρέπει να διασκέδασε πολύ, συντάσσοντας ερωτήσεις πολλαπλών απαντήσεων του τύπου: «Ποια από τα παρακάτω σωματίδια κυκλοφορούν στον ΜΕΑ;». α) Περιβραχιόνια, β) Πρωτόνια, γ) Μνημόνια.
Ξαφνικά, συνειδητοποίησα ότι η ώρα πέρασε και κινδύνευα να χάσω τη θέση μου στην πολυαναμενόμενη ξενάγηση. Μπήκα τρέχοντας στον μικρό χώρο υποδοχής που είχε γεμίσει επισκέπτες. Ξεναγός μας ήταν ο Klaus Batzner, συνταξιούχος επιστήμονας της Σωματιδιακής Φυσικής του CERN. Ο ενθουσιασμός του για τα επιτεύγματα του ινστιτούτου με κάλυψε, παρότι δεν κατάλαβα ακριβώς για τι πράγμα μιλούσε – και δεν έφταιγε η προφορά του. Η Σωματιδιακή Φυσική είναι τόσο πολύπλοκη, που νόμιζα ότι μιλούσε ξένη γλώσσα.
Η ξενάγηση ξεκίνησε με μία παρουσίαση του ερευνητικού κέντρου. Εξαιτίας, ίσως, του προγενέστερου ισχυρισμού περί μαύρης τρύπας, οι υπεύθυνοι μας ενημέρωσαν ότι κατά τη διάρκεια της επίσκεψης θα εκτεθούμε σε λιγότερη ακτινοβολία απ’ ό,τι αν κάναμε ακτινογραφία δοντιών. Προχωρήσαμε προς το control room του ανιχνευτή Atlas, ενός από τους δύο ανιχνευτές που ανακάλυψαν το μποζόνιο Higgs. Σε μια πλακέτα παρουσιαζόταν συνοπτικά η αποστολή του: «Να προάγει την ανθρώπινη γνώση, να συνεχίσει την αέναη εξερεύνηση, έτσι ώστε να μάθουμε από πού προερχόμαστε και γιατί ο κόσμος είναι όπως τον βλέπουμε σήμερα».
Αργότερα, το γκρουπ μας επισκέφθηκε το κτίριο με τον πρώτο επιταχυντή σωματιδίων στο κέντρο, το συγχρο-κύκλοτρο, που τέθηκε σε λειτουργία το 1957, σε μια προσπάθεια να σταθεί στα πόδια της η επιστήμη στην Ευρώπη μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Έμοιαζε με δημιούργημα της πιο τρελής φαντασίας: ένα απίθανα πολύπλοκο μηχάνημα λουσμένο σε φωσφορίζον φως, σαν να είσαι σε ντίσκο.
Το απόγευμα, καθώς γυρνούσα στο ξενοδοχείο, οι εικόνες όλο και μεγαλύτερων μηχανών που ψάχνουν όλο και πιο μικρά υποατομικά σωματίδια κόλλησαν στο μυαλό μου.
Η ΠΟΡΕΙΑ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ
Το επόμενο πρωί έκανε κρύο. Πήρα δυνάμεις πίνοντας έναν βαρύ καφέ και δοκιμάζοντας βουτυράτα κρουασάν, απ’ αυτά που βρίσκεις μόνο στη Γαλλία και στην Ελβετία. Καθώς περπατούσα στο παραλίμνιο πάρκο La Perle du Lac της Γενεύης, ο ουρανός γέμισε σύννεφα. Είχα προγραμματίσει ακόμα μία επίσκεψη στο CERN το απόγευμα, πριν όμως ήθελα να επισκεφτώ το Μουσείο Ιστορίας της Επιστήμης, που στεγάζεται σε μία έπαυλη του 19ου αιώνα, η οποία είχε χτιστεί για Παριζιάνους τραπεζίτες.
Το Μουσείο Ιστορίας της Επιστήμης στεγάζεται σε μία βίλα που χτίστηκε για Παριζιάνους τραπεζίτες. (Φωτογραφία: Alex Cretey-Systermans/The New York Times)
Τα χρυσά σχέδια στους τοίχους και τα περίτεχνα ξύλινα πατώματα έρχονταν σε ζωηρή αντίθεση με τα αυστηρά κτίρια της Γενεύης, που εστιάζουν στη χρηστικότητα. Κάθε δωμάτιο περιείχε επιστημονικά όργανα του 17ου και του 18ου αιώνα: χειροποίητες υδρόγειες σφαίρες, ηλιακά ρολόγια, αστρολάβους, σωλήνες καθοδικών ακτίνων του Crookes (που οδήγησαν στην ανακάλυψη των ακτίνων Χ), τα πρώτα μικροσκόπια, ταλαντωτές, ηλεκτρικούς κινητήρες, όπως επίσης και μια συλλογή γυάλινων ματιών.
Θα μπορούσα να περάσω όλη μου τη μέρα σε αυτό το μικρό μουσείο, κυρίως επειδή τα όργανα ήταν τόσο όμορφα. Φτιαγμένα από μπρούτζο, ξύλο, καθρέφτες και «πρωτόγονα» ηλεκτρικά καλώδια, ταυτίστηκαν με τα επιστημονικά επιτεύγματα στα οποία έδωσαν σάρκα και οστά. Περιεργάστηκα ένα μικροσκόπιο 300 ετών και φαντάστηκα πώς θα ήταν να βλέπει κανείς για πρώτη φορά τις -μέχρι τότε αόρατες- τρίχες στο σώμα ενός ψύλλου.
Έξω, η βροχή έπεφτε σε κρύες, παγωμένες στάλες. Πριν επιστρέψω στο CERN, περπάτησα στις παρυφές της Λίμνης της Γενεύης, για να δω την εξωτερική έκθεση του μουσείου με παλιά σχέδια και φωτογραφίες που συνοδεύονταν από περιγραφές ντόπιων επιστημόνων. Ανάμεσά τους, ο Marc Ratcliff, καθηγητής του Πανεπιστημίου της Γενεύης, είχε επιλέξει ένα σχέδιο υδρόβιων μικροοργανισμών του 18ου αιώνα. «Την εποχή που σχεδιάστηκε αυτή η εικόνα», έγραφε, «πολλοί λίγοι άνθρωποι πίστευαν στην ύπαρξη αόρατων πραγμάτων».
Ο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΤΟΥ CERN
Η επιστροφή με το τραμ στο ερευνητικό κέντρο ήταν σύντομη. Εκεί γνώρισα την Πορτογαλέζα Ana Godinho, διευθύντρια των προγραμμάτων Eκπαίδευσης, Eπικοινωνίας και Δραστηριοτήτων του ινστιτούτου, και τον Βέλγο συνάδελφό της François Briard και συζητήσαμε για την αναγνωρισιμότητα του CERN και για τα σχέδια του ινστιτούτου να υπάρξουν περισσότερες επισκέψιμες εγκαταστάσεις.
«Το μυστήριο που περιβάλλει το CERN μάς ευνοεί», ανέφερε η Godinho. «Πρόκειται για ένα τεράστιο εγχείρημα. Τα πάντα εδώ είναι μεγάλα, παρότι το αντικείμενο της μελέτης μας δεν είναι παρά μικροσκοπικά σωματίδια αόρατα διά γυμνού οφθαλμού». Η ίδια εντυπωσιάστηκε από το διεθνές ενδιαφέρον που εκδηλώθηκε για το CERN, όταν βρέθηκε το μποζόνιο Higgs. «Ακόμη και οι άνθρωποι που δεν είχαν σχέση με τη φυσική, γοητεύτηκαν από την περιπέτεια της ανακάλυψής του», μου είπε.
Προσωπικά, με τράβηξε ο συλλογικός χαρακτήρας του εγχειρήματος. Σε μια περίοδο ενδυνάμωσης του εθνικισμού, ήταν καθησυχαστικό να βρίσκομαι στο συγκεκριμένο μέρος, όπου επιστήμονες, πανεπιστημιακοί φορείς και κυβερνήσεις απ’ όλο τον κόσμο συνεργάστηκαν για να κατασκευαστεί ο επιταχυντής. Όπως έμαθα αργότερα, η κουλτούρα συνεργασίας προηγείτο του Μεγάλου Επιταχυντή.
Επειδή τη συγκεκριμένη περίοδο το CERN είχε διακόψει τη λειτουργία του, όπως παραδοσιακά συμβαίνει από τέλη Δεκεμβρίου μέχρι μέσα Μαρτίου, o Briard μπορούσε να με κατεβάσει στα έγκατα της γης, για να μου δείξει τον ανιχνευτή Atlas. Στάθηκα σε ένα μικρό ντεκ και κοιτούσα σαν χαζός αυτό το πολυώροφο μηχάνημα, το εσωτερικό του οποίου είχε αποσυναρμολογηθεί για λόγους συντήρησης. O ανιχνευτής ήταν ένα τεράστιο δίκτυο από καθρέφτες και καλώδια που έμοιαζαν με το μεγεθυμένο μάτι εντόμου, που είχα δει νωρίτερα σε μία εικόνα στο Μουσείο Ιστορίας της Επιστήμης. Τον τράβηξα δεκάδες φωτογραφίες, αλλά δεν κατάφερα να αποτυπώσω το μεγαλείο του. Στα τέλη του 2018, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων θα κλείσει για δυόμισι χρόνια, προκειμένου να αναβαθμιστεί ριζικά. Αυτό δεν θα επηρεάσει τις ξεναγήσεις στο CERN. Ίσως, μάλιστα, οι επισκέπτες του 2019 και του 2020 έχουν την ευκαιρία να δουν τους υπόγειους ανιχνευτές, όπως ανέφερε ο Briard.
Λίγο πριν φύγω, άκουσα κάποιους να μιλάνε αγγλικά με αμερικανική προφορά. Κρυφοκοίταξα στην κεντρική αίθουσα του CERN και παρακολούθησα στα γρήγορα μια παρουσίαση για το DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment ή Βαθύ Υπόγειο Πείραμα Νετρίνων), μία διεθνής σύμπραξη, που θα ασχοληθεί με την εκτόξευση νετρίνων σε μία απόσταση 1.300 χλμ. Ήθελα να μάθω περισσότερα, όμως η αλεγκρία ενός ζευγαριού Ελβετών με παρέσυρε και έτσι βρέθηκα να δοκιμάζω μαζί τους raclette (σ.σ. πιάτο με βάση το τυρί).
ΣΙΚΑΓΟ: ΕΚΕΙ ΠΟΥ ΕΓΙΝΕ Η ΑΡΧΗ
Αποφάσισα να ολοκληρώσω το ταξίδι επιστημονικού τουρισμού που ξεκίνησα στο CERN με μια επίσκεψη στο Fermilab, το εργαστήριο του τμήματος Ενέργειας στην πόλη Batavia, 65 χλμ. δυτικά του Σικάγου, όπου θα έβλεπα τον επιταχυντή Tevatron, που προϋπήρχε του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων.
Το Fermilab είναι ανοιχτό στο κοινό. (Φωτογραφία: Alex Cretey-Systermans/The New York Times)
Όπως το CERN, έτσι και το Fermilab, είναι ανοιχτό για το κοινό. Φιλοξενεί ξεναγήσεις και εκθέσεις στις εντυπωσιακές εγκαταστάσεις του στο Wilson Hall. Εδώ έπεσα ξανά επάνω στο πρότζεκτ DUNE που πραγματοποιείται στο Fermilab. Ο επιταχυντής πρωτονίων της μονάδας θα εκτοξεύει νετρίνα σε έναν ανιχνευτή στο Lead της Νότιας Ντακότας. To CERN βοηθάει να κατασκευαστούν οι ανιχνευτές του DUNE, όπως και το Fermilab βοήθησε να δημιουργηθεί ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων.
Έριξα μια ματιά στο control room του DUNE μέχρι να ξεκινήσει η ξενάγηση στο -6,8 χλμ.- δαχτυλίδι του Tevatron και στον βασικό του ανιχνευτή DZero. Στη διάρκεια της λειτουργίας του από το 1983 μέχρι το 2011, το Tevatron διαμόρφωσε σχέσεις συνεργασίας ανάμεσα στα μέλη της διεθνούς κοινότητας της φυσικής, όπως συμβαίνει σήμερα με το CERN. Οι ερευνητές του Tevatron ανακάλυψαν το υποατομικό σωματίδιο t quark και συνέβαλαν στην ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.
Έχουν περάσει μόλις επτά χρόνια από την τελευταία φορά που λειτούργησε το Tevatron. Σήμερα είναι μια χρονοκάψουλα που μας θυμίζει την ιλιγγιώδη ταχύτητα με την οποία τρέχει η επιστήμη. Κατεβήκαμε μία σκάλα με φωσφορίζοντα φώτα και μπήκαμε σε έναν χώρο που μύριζε σαν το υπόγειο με τα εργαλεία του παππού μου. Σε σύγκριση με τις γυαλιστερές και ολίγον διαστημικές εγκαταστάσεις του CERN, όπου οι είσοδοι προς τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων ανοίγουν με σαρωτές αμφιβληστροειδούς, η εικόνα του Tevatron ήταν παλιομοδίτικη. Στο control room του DZero υπήρχαν ακόμα τα μπλοκάκια και τα μολύβια που χρησιμοποιούσε το προσωπικό, ενώ οι οθόνες παρέπεμπαν στην εποχή του διαστημικού προγράμματος «Απόλλων».
Κατεβήκαμε δύο ορόφους και περπατήσαμε στον ανιχνευτή DZero, έναν λαβύρινθο με στενούς διαδρόμους, προσβάσιμους μέσα από σκάλες που πιθανότατα αγοράστηκαν από το κοντινότερο πολυκατάστημα. Τα πόμολα και οι λεβιέδες ήταν «διακοσμημένα» με χειρόγραφα προειδοποιητικά σημειώματα. Ο αέρας ήταν κρύος και μύριζε μούχλα από την αχρησία των παλιών μηχανημάτων. Παρόλα αυτά, ανεβαίνοντας μια ετοιμόρροπη σκάλα για να μπω στον διώροφο ανιχνευτή ένιωσα τον ίλιγγο της περιπέτειας. Στάθηκα ακίνητος με ορθάνοιχτο το στόμα να κοιτάζω δεκάδες χιλιάδες κόκκινα και πράσινα καλώδια, λαμπάκια, καθρέφτες και ορθογώνια πάνελ ανίχνευσης.
«Broken Symmetry», το γιγαντιαίο γλυπτό του Fermilab. (Φωτογραφία: Alex Cretey-Systermans/The New York Times)
Όταν τελείωσε η ξενάγηση, πήρα το ασανσέρ για το παρατηρητήριο του Wilson Hall. Παρά το χειμωνιάτικο ημίφως μπορούσα να διακρίνω το κυκλικό ανάχωμα που ακολουθεί τα ίχνη του θαμμένου Tevatron. Σε κοντινό εκθεσιακό χώρο προβάλλονταν τα οφέλη της Σωματιδιακής Φυσικής, όπως, για παράδειγμα, ότι μας βοήθησε «να συρρικνώσουμε όγκους, να φτιάξουμε καλύτερα ακτινικά ελαστικά, να εντοπίσουμε πλαστογραφίες έργων τέχνης, να αναζητήσουμε κοιτάσματα πετρελαίου, να συσκευάσουμε τη γαλοπούλα την Ημέρα των Ευχαριστιών». Αντίστοιχα το CERN διαφημίζει το γεγονός ότι ένας από τους ερευνητές του, o Tim Berners-Lee, εφηύρε τον Παγκόσμιο Ιστό το 1989.
Παρόλα αυτα, τίποτα δεν είναι τόσο εντυπωσιακό, όσο αυτή καθαυτή η έρευνα και ο ενθουσιασμός τού να προσπαθείς να απαντήσεις στο πιο θεμελιώδες ανθρώπινο ερώτημα: γιατί υπάρχει κάτι αντί να μην υπάρχει τίποτα;
Είχε αρχίσει να σκοτεινιάζει όταν έφυγα από το Fermilab και οι τελευταίες ακτίνες του ήλιου έδιναν μια πορτοκαλοκόκκινη απόχρωση στο τοπίο. Οδηγώντας προς την έξοδο, ένα τεράστιο κογιότ κάρφωσε το βλέμμα του στο δικό μου, προσπαθώντας να αποφασίσει εάν πρέπει να μείνει ή να φύγει. Πριν από την επίσκεψή μου στο CERN και το Fermilab, το πιθανότερο είναι ότι θα απολάμβανα το θέαμα και θα το ξεχνούσα. Τώρα, ήταν διαφορετικά: γύρισα στο σπίτι κι άρχισα να ψάχνω στοιχεία για τα κογιότ.
ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΤΟΥΡΙΣΜΟΣ
Στη διάρκεια του ταξιδιού μου στη Γενεύη και το Ιλινόι επισκέφθηκα μία ανοιχτόκαρδη νέα χώρα που λέγεται «επιστήμη», που με έκανε να θυμηθώ τους λόγους για τους οποίους αξίζει να ταξιδεύεις: για ευχαρίστηση, για να ανοίξουν οι ορίζοντές σου και να αποκτήσεις νέες γνώσεις. Δεν περίμενα, όμως, να νιώσω τόση έμπνευση. Οι επιταχυντές σωματιδίων και ο 300 ετών εργαστηριακός εξοπλισμός, με βοήθησαν να δω την όμορφη πλευρά της ανθρωπότητας.
Ένα αντικείμενο του Μουσείου Ιστορίας της Επιστήμης, στη Γενεύη, κόλλησε στο μυαλό μου για εβδομάδες αφότου είχα επιστρέψει: ένας λεπτός πύργος από χαλκό, τσίγκο, τσόχα, γυαλί και ξύλο υποσχόταν τον ερχομό μιας νέας εποχής. Ήταν η πρώτη μπαταρία του κόσμου, που δημιουργήθηκε από τον Ιταλό φυσικό Alessandro Volta το 1800. Όπως και τα υπόλοιπα εκθέματα, έτσι κι αυτό, ήταν ένα τουβλάκι στο οικοδόμημα της εξέλιξης, που μας επέτρεψε να μιλάμε σήμερα για τον θαυμαστό κόσμο του Fermilab και του CERN. Η μπαταρία του Volta «εξημέρωσε την ηλεκτρική ενέργεια», έγραφε σ’ ένα σημείωμα. Μου άρεσε η σκέψη. Στο μυαλό μου ήρθε μία αστραπή που αφού πρώτα τη δαμάσεις, τη χτυπάς φιλικά στο κεφάλι και την αποθηκεύεις για μελλοντική χρήση.
Από τότε φαντάζομαι τον Volta και τους επιστήμονες του καιρού του να κοιτάζουν την πρώτη μπαταρία και να πανηγυρίζουν επειδή ανακάλυψαν κάτι καινούργιο, όπως θα κάναμε όλοι, αφού αυτό ορίζει η φύση μας. Γι’ αυτό μου άρεσε το ότι έγινα για μια βδομάδα τουρίστας της επιστήμης και έριξα μια ματιά στο θησαυροφυλάκιο της ανθρώπινης γνώσης. Μου άφησε μια γεύση προσμονής για το μέλλον. Μπορούσα να νιώσω ακόμα και τη χαρά του Volta.