ΚΟΣΜΟΣ

Η σωματιδιακή φυσική και… ο Μάο

Ο Μάο ονειρευόταν τη διάσπαση του ηλεκτρονίου. Αυτή η επιδίωξη δεν ήταν παράλογη. Σύμφωνα με τον διαλεκτικό υλισμό, που αποτελεί το υπόβαθρο του μαρξισμού, ολόκληρο το σύμπαν βρίσκεται διαρκώς σε κατάσταση αλλαγής και έντασης. Συνεπώς, σκέφτηκε ο Μάο, η φύση θα μπορεί να διαιρείται επ’ αόριστον. «Πάρε ένα ραβδί και κόβε το μισό κάθε ημέρα. Σε δέκα χιλιάδες χρόνια δεν θα έχει τελειώσει» έλεγε συχνά ο Μάο, ο οποίος σπάνια έχανε την ευκαιρία να συνομιλεί με φυσικούς.

Ομως, η Πολιτιστική Επανάσταση που ξέσπασε το 1966 έκλεισε πανεπιστήμια και καθήλωσε τους Κινέζους φυσικούς για μια γενιά. Παρ’ όλα αυτά, η αγάπη του Μάο για τη φυσική των σωματιδίων άφησε μια κληρονομιά. Από το 1989 σε ένα συγκρότημα στο Πεκίνο, Κινέζοι φυσικοί αθόρυβα αναγκάζουν ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια να συγκρούονται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός σε ένα τούνελ μήκους 65 μέτρων, παράγοντας μικρές πύρινες σφαίρες ενέργειας. Με τα χρόνια οι εργασίες στον επιταχυντή σωματιδίων του Πεκίνου απέφεραν σημαντικά αποτελέσματα που θεωρούνται ζωτικής σημασίας από άλλους φυσικούς που εργάζονται σε πολύ γνωστότερους και ισχυρότερους επιταχυντές σωματιδίων, όπως ο Fermilab στις ΗΠΑ και ο CERN στην Ευρώπη, ο οποίος με τη νέα του μορφή θα λειτουργήσει του χρόνου το φθινόπωρο.

Ο επιταχυντής του Πεκίνου

Την ίδια εποχή και ο επιταχυντής του Πεκίνου, που προς το παρόν ανακατασκευάζεται, θα λειτουργήσει ξανά και πλέον θα διαθέτει τη δυνατότητα να πραγματοποιεί 100 φορές περισσότερες συγκρούσεις σωματιδίων απ’ ό,τι προηγουμένως, δίνοντας στους φυσικούς τη δυνατότητα να ερευνήσουν τις ιδιότητες των κβάντων και ορισμένα μυστήρια των κουάρκ. Μέχρι το τέλος της δεκαετίας οι περισσότεροι φυσικοί και τα περισσότερα χρήματα θα είναι συγκεντρωμένα στο CERN και οι επιτάχυνες στις ΗΠΑ μάλλον θα έχουν κλείσει. Ο επιταχυντής του Πεκίνου θα είναι τότε ένας από τους ελάχιστους εναπομείναντες επιτάχυνες σωματιδίων στον κόσμο και ήδη οι Κινέζοι φυσικοί ψάχνουν για συνεργασίες. Ακόμη σημαντικότερο είναι ότι οι Κινέζοι φυσικοί είναι αποφασισμένοι να συμβάλουν καθοριστικά στη δημιουργία ενός τεράστιου επιταχυντή σωματιδίων που θα ονομάζεται Διεθνής Γραμμικός Επιταχυντής (ILC). Ηδη οι φυσικοί όλου του κόσμου έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο ILC θα είναι το επόμενο σημαδιακό βήμα, ωστόσο ακόμη είναι άγνωστο πόσα δισ. θα κοστίσει, πού και πότε θα κατασκευαστεί. Σύμφωνα όμως με όλες τις ενδείξεις, ο γραμμικός επιταχυντής θα είναι σχεδιασμένος να προχωρήσει τη διεθνή έρευνα σε ένα νέο πεδίο μετά τα όποια ευρήματα και ανακαλύψεις προκύψουν τα επόμενα χρόνια από το CERN. «Βεβαίως και η Κίνα ενδιαφέρεται για τον ILC» δηλώνει ο καθηγητής Χεσένγκ Τσεν, διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας του Πεκίνου. Ο κ. Τσεν είναι μέλος της επιτροπής για την κατασκευή του διεθνούς επιταχυντή.

Επεισαν τον Μάο

Οι Κινέζοι φυσικοί άρχισαν να ανακάμπτουν μετά τις αρχές της δεκαετίας του ’70, όταν άρχισε να υποχωρεί η αναταραχή της Πολιτιστικής Επανάστασης. Ο τότε πρωθυπουργός Τσου Εν Λάι εκμεταλλεύτηκε τον ενθουσιασμό του Μάο για τη φυσική σωματιδίων και προώθησε την ανάπτυξή της, περιλαμβανομένης και της κατασκευής ενός κινεζικού επιταχυντή σωματιδίων. Φυσικά και δεν ενόχλησε κανέναν η συνάφεια της φυσικής σωματιδίων με τα πυρηνικά όπλα. Ο Τσου Εν Λάι ζήτησε υποστήριξη Κινέζων φυσικών που εργάζονταν στις ΗΠΑ, όπως του Τσεν Νινγκ Γιάνγκ και του Τσούνγκ Ντάο Λι που είχαν κερδίσει το Νομπέλ Φυσικής και με τα λόγια τους έπεισαν τον Μάο και τους υπόλοιπους αξιωματούχους για την αξία της έρευνας.

Στη συνέχεια, μια ομάδα Κινέζων φυσικών επισκέφθηκε τις ΗΠΑ το 1973 με σκοπό την κατασκευή ενός ισχυρού επιταχυντή. Ομως ο καθηγητής Λι και ο καθηγητής Βόλφγκανγκ Πανόφσκι, πρώην διευθυντής του επιταχυντή του Στάνφορντ, υποστήριξαν ότι ένας λιγότερο ισχυρός επιταχυντής θα εξυπηρετούσε καλύτερα τους Κινέζους φυσικούς. Το 1982 τα σχέδια για έναν πανίσχυρο επιταχυντή πρωτονίων εγκαταλείφθηκαν και επιλέχθηκε ένας επιταχυντής ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων που απαιτούσε πολύ λιγότερη ενέργεια για να λειτουργήσει. Ενα τέτοιο μηχάνημα παρήγαγε ακτινοβολία που μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και στην ιατρική. Μάλιστα προκειμένου να εκπαιδευτούν στη χρήση του 30 Κινέζοι φυσικοί επισκέφθηκαν για ένα καλοκαίρι τον επιταχυντή του Στάνφορντ. Τελικά η κατασκευή του επιταχυντή του Πεκίνου ολοκληρώθηκε σε μόλις τέσσερα χρόνια. Το μέγεθός του ήταν ανάλογο των ικανοτήτων που είχαν την εποχή εκείνη οι Κινέζοι, αλλά τελικά αποδείχθηκε επιτυχής επιλογή. «Η ενέργεια ήταν λιγότερη, αλλά αποδείχθηκε ότι είχε περισσότερο ενδιαφέρον» λέει ο κ. Τσεν.

Πιο κοντά στο Μπιγκ Μπανγκ

Οση περισσότερη ενέργεια διαθέτει ένας επιταχυντής, τόσο καλύτερα μπορούν οι φυσικοί να πλησιάσουν τις συνθήκες που υπήρχαν όταν σημειώθηκε το Μπιγκ Μπανγκ και τόσο βαρύτερα και μυστηριώδη σωματίδια κάνουν την εμφάνισή τους. Τα νέα σωματίδια, για τα οποία ίσως απαιτηθεί η ανάπτυξη νέων θεωριών, εμφανίζονται κατά κύριο λόγο από τέτοιες συγκρούσεις. Συχνά όμως οι φυσικοί δεν ερευνούν εξαντλητικά όλα τα σωματίδια που προκύπτουν από μια σύγκρουση επάνω στη βιασύνη τους να φτιάξουν έναν ακόμη ισχυρότερο επιταχυντή και συνεπώς να γυρίσουν ακόμη πιο πίσω στον χρόνο και πλησιέστερα στο Μπιγκ Μπανγκ.

Ετσι, με τις δυνατότητες που είχε ο επιταχυντής του Πεκίνου, ερευνήθηκαν αρκετά σωματίδια που είχαν παραβλέψει άλλοι φυσικοί, μεταξύ των οποίων και το σωματίδιο «ταυ», ένα είδος επίπεδου ηλεκτρονίου το οποίο δεν φαίνεται να έχει κάποια χρησιμότητα στη φύση.

Επίσης το λεγόμενο «χαριτωμένο σωματίδιο» (J/psi) του οποίου η ανακάλυψη το 1974 πυροδότησε μια επανάσταση στη φυσική και χάρισε σε αυτούς που το ανακάλυψαν το Νομπέλ Φυσικής.