ΠΥΡΗΝΕΣ ΑΤΟΜΩΝ ΜΟΛΥΒΔΟΥ ΣΤΟ ΚΥΝΗΓΙ ΤΗΣ ΔΗΜΟΣΙΟΤΗΤΑΣ

ΠΥΡΗΝΕΣ ΑΤΟΜΩΝ ΜΟΛΥΒΔΟΥ ΣΤΟ ΑΠΛΕΤΟ ΦΩΣ ΤΗΣ ΔΗΜΟΣΙΟΤΗΤΑΣ
Τις πρωτες πρωινες ωρες της χθεσινης Κυριακης ο κυκλικος ( διαμ. 8,6 χλμ.) Μεγαλος Συγκρούστης Αδρονίων (ΜΣΑ) [ Large Hadron Collider (LHC) ] στην Γενευη μετεπηδησε απο την επιταχυνση εναντιοστρόφως κινουμενων δεσμων πρωτονιων σε τετοιες πυρηνων ατομων μολυβδου, κινουμενων με σχεδον την ταχυτητα του φωτος. Η ενεργεια εκλυομένη και η επιτυγχανομενη θερμοκρασια μετα την εξαύλωση των πυρηνων κατα την μετωπικη συγκρουσή των ειναι πολλαπλασιες των επιτυγχανομενων με δεσμες πρωτονιων. Επιτυγχανεται ενεργεια 574 TeV ανα πυρηνα. Οι συνθηκες που αναπαραγονται αντιστοιχουν σε αυτες που επικρατουσαν ενα εκατοστο του δισεκατομμυριοστου του δευτερολεπτου μετα την γενεση του Συμπαντος, πριν 13,477 δισεκατομ. ετη, οταν υπηρχαν ελευθερα μονον κουαρκς και γλουονια υπο μορφην πλασματος, το αποκαλουμενο πλασμα κουαρκς-γλουονιων. Τα κουαρκς ανα 3 συναπαρτιζουν πρωτονια και νετρονια, των οποιων η συνεκτικη δυναμη ειναι η λεγομενη Ισχυρη Δυναμη, που συγκρατει τα τρια κουαρκ, που συναπαρτιζουν τα πρωτονια και τα νετρονια, δεσμευμενα σε σχετικως ισόρροπη θεση "εντος" των τελευταιων. Τα γλουονια ειναι οι φορεις του πεδιου της Ισχυρης Δυναμεως, κατα τον ιδιο τροπο που τα φωτονια ειναι οι φορεις της Ηλεκτρομαγνητικης. Η ενεργεια που αντιστοιχει και συγκρατει τα κουαρκ δεσμευμενα ειναι το 98% της μαζας-ενεργειας του ατομου που περιεχει τα πρωτονια και νετρονια. Κατ'αναλογιαν 98% του εαυτου μας ειναι ενεργεια. Καθε συγκρουση πυρηνων ατομων μολυβδου προκαλει 2.500-3.000 παραγωγα φορτισμενα σωματιδια, θραυσματα της συγκρουσεως. Η θερμοκρασια ειναι της ταξεως των 10 τρισεκατομ. βαθμων, 1 εκατομ. φορες υψηλοτερη αυτης στο κεντρο του Ηλιου, 13 φορες περιπου μεγαλυτερη της επιτυγχανομενης στον Συγκρούστη Βαρεων Ιοντων στο Μπρουκχέηβεν των ΗΠΑ, στο Άπτον της Νεας Υορκης. Η πυκνοτητα υλης μετα την συγκρουση φθανει περιπου την πυκνοτητα αστερα νετρονιων. Mεχρι 50.000 πυρηνο-συγκρουσεις/δευτερολεπτο μας φτιαχνουν το κεφι.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

Καθε χρωμα αντιστοιχει σε τροχια ενος θραυσματος-φορτισμενου σωματιδιου.

Η ερευνητικη κοινοτητα προσδοκα ευρηματα τριων ειδων.
1. Σωματιδια μεγαλης μαζας, που θα μας ηταν εντελως αγνωστα και απροσμενα.
2. Σωματιδια αναμενομενα να υπαρχουν, καθοσον εχουν προβλεφθει απο την θεωρια, οπως π.χ. το σωματιδιο Χιγκς, τον φορεα δυναμης του μονοδιαστατου πεδιου Χιγκς, που διαπερνα τον χωροχρονο και προσδιδει την γνωστη μας μαζα σε ολα ανεξαιρετως τα σωματα. Η μαζα ειναι το "φορτιο" του πεδιου στην θεωρια αυτη. Παρομοιως σωματιδια προβλεπομενα απο την Υπερσυμμετρια.
3. Ακριβεστερος προσδιορισμος των μαζων γνωστων και υπαρκτων σωματιδιων, οπως π.χ. του λεγομενου κουάρκ τοπ, που θα δωσει λαβη για ακριβεστερο προσδιορισμο των σταθερων της καθιερωμενης και ως τωρα αποδεκτης θεωριας στοιχειωδων σωματιδιων.
Για τους λογους αυτους οι θεωρητικοι ολου του κοσμου αναμενουν τα αποτελεσματα των μετρησεων των εκατομμυριων επαγομενων συγκρουσεων, που θα συνεχιζονται και θα συλλεγονται επι μηνες και ετη καθε φορα απο του 2013, με ακρα υπερδιεγερση. Αλλωστε η κατασκευη του Μεγαλου Συγκρούστη Αδρονιων στο CERN, στην Γενευη, εκοστισε 12 δισεκ. ευρω και διηρκεσε 6 ετη. Ο Ευρωπαιος φορολογουμενος τα επληρωσε αγόγγυστα, πραγμα που δεν το κανει πλεον για τα ελληνικα χρεη.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

eisai edw?

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

Ο ανιχνευτης A L I C E και η διαταξη μετρησεων που τον συνοδευει εχει βαρος περι τους 10.000 τοννους, που οφειλεται στην ευρεια χρηση καταψυχομενων υπεραγωγιμων ηλεκτρομαγνητων.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

Tα αποτελεσματα των πρωτων δοκιμων μετωπικων συγκρουσεων πυρηνων ατομων μολυβδου στον Μεγαλο Συγκρούστη Αδρονιων (ΜΣΑ) εκπλησσουν τους φυσικους, που επεριμεναν οτι η υφη του πλασματος κουαρκ-γλουονιων θα ηταν αυτη ενος αεριου. Αντιθετως το ιξωδες του πλασματος ειναι ελαχιστοτατο, οποτε το πλασμα συμπεριφερεται ωσαν ενα σχεδον ιδανικως τελειο ρευστο. Αυτη ηταν η κατασταση της τοτε υλης σε θερμοκρασια 10 τρισεκατομ. βαθμων, δισεκατομμυριοστα του δευτερολεπτου μετα την γενεση του Συμπαντος. Τιποτε δεν αποκλειει οτι, σε ακομη προγενεστερα κλασματα του μικροδευτερολεπτου, σε ακομη υψηλοτερες ενεργειες και θερμοκρασιες, η κατασταση της υλης ηταν αυτη ενος αεριου, απο την οποια μετεπεσε σε αυτην ενος σχεδον ιδανικως τελειου ρευστου κατοπιν διαστολης του και απωλειας θερμοτητας. Αυτο απομενει να διευκρινισθει απο το 2013 και μετεπειτα, οταν η ενεργεια του ΜΣΑ θα διπλασιασθει. Μια αλλη εκπληξη ανεμενε οσους επεριμεναν να διαπιστωσουν ενα ανωτατο οριο πυκνοτητας γλουονιων, επι τη βασει των αρχων της κβαντικης στατιστικης. Ποσα γλουονια ειναι δυνατον να χωρεσουν σε δεδομενο ογκο??? Θα πρεπει να υπαρχει ανωτατο οριο, oπως επιτασσει η κβαντικη στατιστικη. Εφοσον υπαρχει, δεν διεπιστωθη η υπαρξη του στην παρουσα φαση λειτουργιας του ΜΣΑ σε σημερινες ενεργειες. Οσον αυξανεται η ενεργεια, αυξανεται και η πυκνοτητα γλουονιων. Αναμενεται λοιπον με μεγαλο ενδιαφερον, το εαν διαπιστωθει το ανωτατο οριο μετα την επαναληψη των εργασιων του ΜΣΑ το 2013 σε διπλασια επιπεδα ενεργειας μετωπικων συγκρουσεων.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

H συνεχης γραμμη αντιπροσωπευει την συμπεριφορα ενος ιδανικως τελειου ρευστου πλασματος κουαρκ-γλουονιων, θεωρητικως προβλεφθεισα απο τον Ρωσσο Ε. Σούρυακ το 2001. Τα σημεια εκτος της γραμμης αντιπροσωπευουν μετρησεις σε διαφορα πειραματα. Η κλιμακα ειναι λογαριθμικη και καλυπτει 3 ταξεις μεγεθους.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Για ολους οσους εχουν υπαρξιακα ερωτηματα και χανουν τον υπνο τους εξ αιτιας των αμφιβολιων που περιβαλλουν την αβαστακτη ελαφροτητα του ειναι του σωματιου Χιγκς, μερικα χαρμοσυνα νεα θα ευφρανουν την υπαρξη σας. Στο συνεδριο της Ευρωπαικης Εταιρειας Φυσικων στην Γκρενομπλ, 21-27 Ιουλιου, παρετεθησαν μετρησεις που ακομη δεν επιβεβαιωνουν, αλλα που οπωσδηποτε ριχνουν προσθετο φως στην Ελαφροτητα του. Οι ανιχνευτες των πειραματων CMS και ATLAS του Μεγαλου Συγκρουστη Αδρονιων (LHC) στο CERN (ανω), καθως και τα αθροιστικα δεδομενα του ΤΕVATRON (κατω), περιοριζουν το ευρος της ζωνης μαζων, οπου η υπαρξη του σωματιου Χιγκς ειναι επιτρεπτη και συμβατη: απο 115 εως 150 GeV/c^2, με πιθανοτατη εμφαση γυρω στα 145 GeV/c^2. Οι περιοχες 150-190 GeV/c^2 και 295-450 GeV/c^2 καθιστανται απαγορευτικες, οπως και οι περιοχες κατω των 115 GeV/c^2, απο τις προηγουμενες μετρησεις του LEP στο CERN. Eφετος εχουν συλλεχθει 30 φορες περισσοτερα δεδομενα απο περυσι στον LHC, o oποιος εργαζομενος υπερωριες και συλλεγων καθ' ολο το 24ωρο δεδομενα συγκρουσεων πρωτονιων-αντιπρωτονιων, θα εχει αισίως καταληξει μεχρι τον προσεχη Νοεμβριο στην επιθυμητη στατιστικη βεβαιοτητα του 0,00003%, που θα σημανει την ανακαλυψη του σωματιου Χιγκς, με την πιθανη μαζα περι τα 145 GeV/c^2.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

Οπως ανεκοινωθη απο το CERN στις 13 Δεκεμβριου, μετα την προσθεση των πλεον προσφατων καταγραφεισων συγκρουσεων, το πειραμα ATLAS βλεπει την καμπυλη πυκνοτητας πιθανοτητας του σωματιδιου Higgs να αυξανεται μεταξυ 116-130 GeV, ενω το πειραμα CMS μεταξυ 115-127 GeV. Εκει γυρω ειναι το σωματιδιο, οχι στα 143 GeV, οπως εδειχναν οι ολιγιστες αρχικες καταγραφες. Αλλος ενας χρονος θα περασει πριν ειδωθουμε με τον υποτιθεμενο μαζοδοτη μας. Εαν τελικως σωματιδιο δεν προκυψει, το Kαθιερωμενο Προτυπο της Φυσικης θα απαιτησει επειγοντως τροποποιησεις-βελτιωσεις, πραγμα που χαροποιει απο τωρα τους ερευνητες που ψαχνουν ολα τα δυνατα σεναρια. Αναμεσα σε αυτους και η Μαρια Σπυροπουλου, απο την Καστορια, διδακτορικο απο το Harvard (2000), Καθηγητρια Φυσικης στο Caltech ενω ταυτοχρονως ειναι απο τους επικεφαλης του πειραματος CMS στο CERN. Μεταξυ αλλων χρεωνεται με την διαπιστωση (2003) του CMS οτι, εαν υπαρχουν περισσοτερες των τεσσαρων διαστασεων, οι επιπλεον ειναι 'τυλιγμενες' σε "κυλινδρους" τετραδιαστατης βασεως, σταθμης μεγεθους διαμετρου κατω των 0,00025 μ., που την εκανε γνωστη. Χωρις να υποτιμαται το υπολοιπο εργο της.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
H Mαρια Σπυροπούλου
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Η καμπυλη που ενσωματωνει τις μετρησεις του 2011. Χαρακτηριστικη η ανυψωση περι τα 120 GeV/c². Οι μετρησεις του 2012 θα προσδωσουν ακομη καλλιτερο αναγλυφο στην καμπυλη.

Ο Μεγαλος Συγκρούστης Αδρονιων LHC του CERN στην Γενευη εσπασε ολα τα προηγουμενα επιτεύγματα κατα την διαρκεια του 2011. Τον Απριλιο υπερεβη καθε προηγουμενη 'φωτεινοτητα δεσμης', και έκτοτε εχει επταπλασιασει την επίδοσή του αυτην μεχρι τις αρχες Δεκεμβριου, οταν ο αριθμος των συγκρουσεων πρωτονιων εφθασε τα 240 εκατ./δευτ., ενω παρήγετο ενα ζευγος κουαρκ t καθε 2''.Το t, το βαρυτερο των γνωστων κουαρκ, εχει μαζα 173 GeV/c², περιπου οσο 200 πρωτονια, ηταν ακριβοθώρητο και δυσεύρετο μεχρι πριν μερικα ετη. Ο πλουτος αυτος των δεδομενων συνεισφερει στην βελτιωση των γνωσεών μας οσον αφορα στα πρωτονια, στην βελτιωση των αριθμητικων τιμων πολλων γνωστων σταθερων και σωματιδιων, οπως π.χ. η μαζα του κουαρκ t, με ανευ προηγουμενου ακριβεια, και επισης στην οξυνση των θεωρητικων προβλεψεων για πολλα φαινομενα υπο διερευνηση. Ενα παραδειγμα ειναι η Υπερσυμμετρια, μια θεωρια ενοποιήσεως σωματιδιων και δυναμεων σε μια κοινη καταγωγη στο πολυ πρωιμο Συμπαν. Συνεπεια της εικασιας αυτης ειναι η προβλεψη υπαρξεως υπερσυμμετρικων σωματιδιων στο παρον Συμπαν, οι μαζες των οποιων, για μερικες τουλαχιστον 'εκφανσεις' της Υπερσυμμετριας, ειναι στην εμβελεια της ισχυος που παρεχει ο LHC. Δεν παρετηρηθησαν σωματιδια υπερσυμμετρικα μεχρι ισχυος 2 TeV/c². Ακομη και τα ελαφρυτερα θα πρεπει να εχουν μεγαλυτερη μαζα, γεγονος που θετει ευλογα ερωτηματικα για την ορθοτητα της εικασιας της Υπερσυμμετριας, παρ' ολο που δεν την εξαλείφει εντελώς. Πολλες ακομη υπο εκκολαψη θεωριες εξετασθησαν, οπως: 1.)η πιθανη υπαρξη νεων διαστασεων του χωροχρονου περισσοτερων των τεσσαρων. Τα δεδομενα του 2011 συνεισφερουν στο συμπερασμα οτι οι επιπλεον διαστασεις, εαν υπαρχουν, ειναι 'τυλιγμενες' σε ¨κυλινδρους" τετραδιαστατης βασεως διαμετρου 20x10^-15m, μεγαλη βελτιωση εναντι του αρχικου ευρηματος του 2003 της Μαριας Σπυροπουλου, οπως αναφερεται στο ανω θεμα, 2.) πιθανη δομη στο εσωτερικο των κουαρκς και των λεπτονιων, εαν δηλαδη υπαρχουν ακομη στοιχειωδεστερα σωματιδια των γνωστων, τα οποια γινονται ετσι συνθετα, 3.) πιθανη υπαρξη νεας γενεας κουαρκς-λεπτονιων, μιας τεταρτης, επιπλεον των γνωστων τριων γενεων. Καθε γενεα εχει 2 κουαρκς και 2 λεπτονια. Τα μεχρι τελους 2010 δεδομενα των συγκρουσεων δεν εδειχναν την υπαρξη μιας 4ης γενεας, τα πολυ πλουσιοτερα του 2011 θα κρινουν.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
4.) πιθανες διηγερμενες σταθμες ενεργειας των μυονιων και των ηλεκτρονιων, οπως υπαρχουν τετοιες στα ατομα, 5.) πιθανη υπαρξη σωματιδιων που ειναι σύμφυση λεπτονιων και κουαρκς, των αποκαλουμενων λεπτοκουάρκς, που θα υπαρχουν σε υψηλοτερες ενεργειες και θα διασπώνται σε κουαρκς και λεπτονια στις χαμηλοτερες. Τα λεπτοκουαρκς ειναι προαπαιτουμενο για την υπαρξη καθε θεωριας που φιλοδοξει να ενοποιήσει τις 3 γνωστες δυναμεις, εκτος βαρυτητας, 6.) πιθανη υπαρξη νεων ενδοπυρηνικων δυναμεων πλην των γνωστων δυο, 7.) πιθανως νεα αγνωστα μακροβια σωματιδια, 8.) μικροσκοπικες Μαυρες Τρυπες, οπως αυτες που πιθανως υπηρξαν στο πολυ πρωιμο Συμπαν.
Ο Δεκεμβριος αφιερωνεται καθε χρονο σε συγκρουσεις πυρηνων μολυβδου, και τις συνεπαγομενες μετρησεις. Εφετος θα ειναι 16πλασιος ο αριθμος δεδομενων εν σχεσει με το 2010.Το πλασμα κουαρκς-γλουονιων που προκυπτει αναπαραγει την κατασταση του Συμπαντος κλασματα του δευτερολεπτου μετα την γενεσή του, και ειναι θερμοκρασιας 10 τρισεκ. βαθμων.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Αναπαρασταση του πλασματος κουαρκς-γλουονιων, με μεσονια Υ διασπαρτα , που εμφανιζονται σε 3 διαφορετικες εκφανσεις 1S, 2S, 3S, με αντιστοίχως ισχυρες, μετριες και ασθενεστερες δυναμεις δεσμευουσες το ζευγος κουαρκ-αντικουαρκ b που τα συναπαρτιζουν. Τα δεδομενα του 2010 καταδεικνυουν οτι η υφη του πλασματος ειναι πολυ περισσοτερο 'κοκκώδης', ακριβέστερα 'μεσονώδης', απ' οτι ανεμενετο, δηλαδη πολλα μεσονια ολων των ειδων ειναι διεσπαρμενα. Επιπλεον ειναι και περισσοτερο 'ασυμμετρη', δηλαδη η συσταση του μειγματος των ομοουσίων μεσονίων, π.χ. των Υ, δεν ειναι ομοιομορφη, καθως 60% των 1S 'λυωνουν' στο πλασμα, ενω αυτο συμβαίνει για το 90% των 2S και το 95% των 3S. Τα δεδομενα του 2011 θα ριξουν απλετο φως στα ανωτερω ευρηματα. Σχεδον πληρης διαφανεια και με σεβασμο στον πολιτη και την περιουσια του.

δεντρο

Σε συνεχεια των οσων ανεφερθησαν στα δυο προηγουμενα θεματα για την υπαρξη 'συμπαγοποιημενων' διαστασεων του χωροχρονου επιπλεον των γνωστων τριων του χωρου και μιας χρονικης, διευκρινιζεται οτι η εικασια αυτη ειναι αναγκαστικη συνεπεια της θεωριας των 'χορδων', η οποια ενοποιει σε πολυ υψηλες ενεργειες την υλη και τις δυναμεις των γνωστων πεδιων, και απο την οποια προκυπτει η γνωστη Φυσικη του κοσμου μας στις χαμηλες ενεργειες κατοπιν μεταβασεως φασεως. Η θεωρια των χορδων εκκινει απο την ευλογη αποψη οτι, η ιδεοληψια των σημειακων σωματιδιων ειναι μια απλοποιητικη εξιδανίκευση, και δεν ειναι δυνατον να αποτυπωνει την φυση, ιδιαιτερως σε υψηλες ενεργειες. Κανενα σωματιδιο δεν ειναι σημειο, οπως η κλασσικη Φυσικη επιτασσει προς διευκολυνσην μας. Στην θεωρια των χορδων η αρχικη εννοια δεν ειναι το σημειακο σωματιδιο, αλλα η χορδη, που εχει γενικως την μορφη δακτυλιου, κλειστου ή ανοιγμενου. Τα γνωστα μας σωματιδια, που υποπιπτουν στην αντιληψη μας, δεν ειναι παρα διηγερμενες καταστασεις, ταλαντωσεις, ωρισμενων βασικων χορδων. Η θεωρια των χορδων περιγραφει, φιλοδοξει τουλαχιστον, ενα επιπεδο πραγματικοτητας μια βαθμιδα πιο κατω απο την εικονα που αποδιδουν τα σωματιδια και οι αλληλεπενεργειές τους. Εχει γινει ενδελεχης μαθηματικη θεμελιωση της θεωριας κατα τα τελευταια 40 ετη, απο τις αρχες της δεκαετιας των '70, οταν εθεωρειτο απαραδεκτη, ρηξικελευθη, μεγαλοφυης τρελλα του εμπνευστού της Gabriele Veneziano το 1968. Σημερα γινεται αποδεκτη απο τους περισσοτερους φυσικους. Η μαθηματικη επενδυση της θεωριας απαιτει πολυ υψηλης δυσκολιας μαθηματικα, που οδηγουν ομως σε μια πολυ ικανοποιητικη καταληξη. Οι πεντε διαφορετικες εκφανσεις της θεωριας ενοποιουνται υπο το ονομα και το περιεχομενο της 'θεωριας Μ'. Τα μαθηματικα της ικανοποιουν και πειθουν, απομενει μονον να ευρεθουν και στην Φυση οι αντιστοιχες μορφες. Το συμπερασμα της μαθηματικης θεωρίας ειναι οτι απαρεγκλίτως, οι διαστασεις του χωροχρονου ειναι κατ' ελαχιστον (και πιθανοτατα) 10, 9 χωρικες και 1 η διασταση του χρονου. Το αινιγμα προκυπτει, που ελοχεύουν 6 χωρικες διαστασεις. 'Συμπαγοποίηση' ειναι η ιδεα οτι οι 6 ιδεατες διαστασεις περιτυλιγονται τεμνουσες τον νοητο κυλινδρο, που αντιπροσωπεύει τον τετραδιαστατο χωροχρονο μας, κατα μια 'κυκλικη' τομη μικροσκοπικων διαστασεων. Η διαμετρος της τομης ειναι το πολυ 20x10^-15m, οπως ανεφερθη στο προηγουμενο θεμα. Ο κυλινδρος εκτεινεται πρακτικως απ' απείρου εις άπειρον, ακριβεστερα εξαντλει το μεγεθος του Συμπαντος. Εαν ενα ιδεατο σωματιδιο διετρεχε μια απο τις 6 διαστασεις καθ' ολον το μηκος της, θα επανήρχετο στο σημειον εκκινήσεώς του σχεδον αυτοστιγμεί. Ο χαμαιλέων
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
κινειται στον ορατο χωροχρονο μας, ενω το εντομο διατρεχει μια, ή και ολες, τις αόρατες συμπαγοποιημένες διαστασεις. Η συμπαγοποίηση των 6 διαστασεων χωρου υπεισερχεται στους υπολογισμους της θεωριας, οταν προσπαθουμε να ανακτησουμε απο την γενικη θεωρια την γνωστη μας Φυσικη των τεσσαρων διαστασεων. Υπαρχουν διαφορες προσεγγιστικες τακτικες που φερουν εις περας την συμπαγοποίηση, και δυστυχως καθε μια απο αυτες οδηγουν σε χωροχρονους με διαφορετικες Φυσικες. Εφοσον η προσεγγιστικη μεθοδος μεσω 'διαταραχων' αποτυγχανει, εχει γινει απο καιρου προσπαθεια να επαναδιατυπωθει η προσεγγιστικη διαδικασια μεσω μητρων, πεπερασμενων διαστασεων κατ' αρχην. Οταν η διασταση των μητρων προσεγγιζει το απειρον, ανακταται η πληρης θεωρια των υπερχορδων στο οριο αυτο. Η προσεγγιση στο οριο κατ΄αυτον τον τροπο ειναι κατα μια εννοια αντίστροφη της προηγουμενης προσεγγιστικης μεθοδου, εχει και το πλεονεκτημα οτι οδηγει σε μονοσήμαντα αποτελεσματα. Ιαπωνες επιστημονες των Πανεπιστημιων Osaka και Shizuoka οι Kim, Nishimura και Tsuchiya, με προσομοιώσεις που διήρκεσαν ανω των 2 ετων, με χρηση υπερυπολογιστου, ερριξαν καποιο φως και ανοιξαν ενα νεο δρομο στην διερευνηση της διαδρομης του αριθμου των 'ενεργων' διαστασεων του Συμπαντος. Καθε προσομοιωση διατρεχει την εξελιξη του Συμπαντος, εκκινώντας απο συνθηκες υψιστης θερμοκρασιας και πυκνοτητας, αυτες που ισχυαν κατα την γενεση, ακριβεστερα ελαχιστα μετα. Οι προσομοιωσεις εγιναν διαδοχικως με μητρες 8x8 εως και 32x32, ετσι ωστε να δοθει και μια κατευθυνση των τασεων, το πού οδηγούνται τα πραγματα καθως προσεγγιζεται η πληρης θεωρια των υπερχορδων στο οριο, οταν οι μητρες γινονται απειροδιάστατες. Οι φυσικες ιδιοτητες του Συμπαντος προσδιοριζονται καθε φορα ως μεσος ορος εκατονταδων ή και χιλιαδων μητρών. Επειδη οι μεγιστες χρησιμοποιηθείσες μητρες ηταν 32x32, μονον μικρο σχετικως τμημα της εξελιξεως του Συμπαντος απετυπωθη. Αρκετο ομως ωστε να καταδειχθει οτι η θεωρια εμπεριεχει την αυθορμητη θραυση της αρχικης συμμετριας, με μεταβαση φασεως που οδηγει στην απενεργοποιηση 6 διαστασεων χωρου, εντος ελαχιστου χρονοδιαστηματος. Η εκκινηση γινεται οταν το Συμπαν ειναι συμμετρικος 9-διαστατος χωρος, οπου καθε διασταση εχει μεγεθος της ταξεως 10^-35μ., το αποκαλουμενο μηκος Planck, το οποιο ισούται l_p=1,616199x10^-35m. Ορίζεται απο την σχεση l_p²=hG/2πc³, οπου h η σταθερα του Planck και G η σταθερα της βαρύτητας. Μετα καποιο χρονοδιαστημα οι αλληλεπενεργειες των χορδων προκαλουν την αυθορμητη θραυση της αρχικης συμμετριας, που αφηνει 6 διαστασεις υπαναπτυκτες περιπου στο αρχικο τους μεγεθος l_p, ενω οι 3 αλλες επεκτεινονται και διαστελλονται. Η στιγμη θραυσεως της συμμετριας ειναι η γενεση του Συμπαντος, ή περιπου ταυτοχρονως, διαπιστωνει ο Jun Nishimura, o κυρίως εμπνευστης της ερεύνης. Η παρουσα ερευνα ειναι πολυ σημαντικη και καινοτομος, καθως καταδεικνύει την δυνατοτητα μιας δυναμικης διαδικασιας που οδηγει στον παροντα χωροχρονο εκκινώντας απο την πληρη 10-διαστατη θεωρια, η οποια δινει μια πληρη περιγραφη της Φυσικης των απειροελαχιστων δομων που ησαν παρουσες κατα την γενεση του Συμπαντος. Πολλη εργασια απομενει να γινει, ωστε να διερευνηθει η συμβατοτητα της εικονας που προκυπτει με την Γενικη Σχετικοτητα. Στις πολυ υψηλες ενεργειες θεμα συμβατότητας δεν τίθεται, εφοσον απο συλλήψεώς της η θεωρια των χορδων εμπερικλείει την βαρυτητα στο ανω αυτο όριο. Απο ποια στιγμη αναλαμβανει δραση η τελευταία; Πώς και πότε προκυπτει απο την θεωρια των χορδων; Στο ιδιο πνευμα, πώς και πότε προκύπτει στο τελος της διαδρομης το Καθιερωμενο Προτυπο της Φυσικης, που περιγραφει την σημερινη οψη της Φυσικης των στοιχειωδων σωματιδιων;;; Η ευκαιρια να ελεγχθει το προτεινομενο, αρκετα αμφιλεγομενο, σεναριο της 'κοσμικής πληθωριστικής διαστολής', η οποία υποτιθεται οτι συνεβη απο 10^-36 '' εως 10^-33 '' μετα την γενεση, διαστελλοντας τον χωροχρονο τουλαχιστον κατα ενα πολλαπλασιαστη 10⁷⁸, υπαρχει επισης. Η προσομοίωση των Ιαπωνων λήγει αμεσως πριν την στιγμη 10^-36 ''.
Οπως και πολλες αλλες φορες συνεβη στην μαθηματικη επιστημη, τα αποτελεσματα προσομοιωσεων εδειξαν στους θεωρητικους ποιες ειναι οι τασεις και τι πρεπει να αποδειχθει αυστηρως, οπότε και αυτοι ενέσκηψαν και το απεδειξαν. Ετσι και στην περιπτωση αυτη, οι τασεις δειχνουν τι απομενει να αποδειχθει.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Σε καθε σημειο του τρισδιαστατου χωρου μας υπαρχει, κατα την θεωρια των χορδων, μια 6-διαστατη συνιστωσα του χωρου τεμνουσα τον 3-διαστατο. Ο χωρος αυτος εχει μικροσκοπικες διαστασεις ταξεως μεγεθους l_p και η γεωμετρικη του εμφανιση ειναι μια 6-διάστατη πολλαπλότητα Calabi-Yau. Μια τετοια πολλαπλότητα εχει διάφορες υποπεριπτώσεις μορφων, που ολες κατατασσονται στην γενικη κατηγορια. Η εικονα φιλοδοξει να αναπαραστησει τις προβολες των 6-διαστατων χωρων σε καθε σημειο του δικου μας χωρου τριων διαστάσεων. Τα σημεια του χωρου μας εμφανιζονται ως ομοεπίπεδη συστοιχία. Η μορφη των χωρων Calabi-Yau ειναι σε ολα τα σημεια της συστοιχίας ιδια, χαριν απλοτητας. Οι προβολες ειναι φυσικα 3-διαστατες και η κίνησή τους φιλοδοξει να αποτυπώσει το γεγονος οτι, σε καθε σημειο της συστοιχίας η τομη, και συνεπως και η προβολη, ειναι διαφορετικες.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

δεντρο

Tο πρωτο νεο σωματιδιο απο της εναρξεως λειτουργιας του LHC το 2009 βλεπει το απλετο φως της δημοσιοτητας. Το χ_b(3P), μαζας 10,54 GeV/c², ευρεθη στα δεδομενα των συγκρουσεων πρωτονιων-πρωτονιων του πειραματος ATLAS εντος του 2011. Η ισχυς των εναντιοστρόφως κινουμενων δεσμων πρωτονιων ειναι 7 TeV. Το σωματιδιο συναπαρτιζεται απο ζευγος κουαρκ-αντικουαρκ bb, ακριβως οπως και τα Υ(1S,2S,3S) που ανεφερθησαν στο προηγουμενο θεμα. Η διαφορα εγκειται στην στροφορμη. Τα Υ εχουν τυπου S, ενω τα χ_b εχουν τυπου P. Το χ_b(3P) διασπαται, οπως ισχυει κατα τις προβλεψεις χ_b(3P)--->Υ(1S)γ και χ_b(3P)--->Υ(2S)γ. Tα χ_b(1P) και χ_b(2P), με μαζες 9,9 και 10,26 GeV/c² ειχαν ηδη παρατηρηθει και διασπωνται ομοιως. Περαιτερω διασπωνται τα Υ(1S,2S)---->μ⁺μ^-. Τα φωτονια γ ανακτωνται, εφοσον εχουν αντιδρασει με υλη και εχουν μετατραπει σε ζευγος e⁺e^-. Το σωματιδιο αυτο ειναι η πλεον διηγερμενη σταθμη των δυο bb κουαρκς, στην οποια αλληλοδεσμευονται κατα τον πλεον χαλαρο τροπο. Eυρισκονται στην μεγαλυτερη δυνατη αποσταση μεταξυ τους, ενα βημα πριν αποχωρισθουν. Αυτος ειναι και ο λογος που η μαζα 10,54 GeV/c² ειναι ελαφρως μεγαλυτερη απο την προβλεφθεισα, που σημαινει οτι τα b, b ειναι ελαφρως χαλαροτερα αλληλοδεσμευμενα απ' οτι ειχε προβλεφθει. H δυναμη που τα αλληλοδεσμεύει ειναι η ισχυρα πυρηνικη, για την επακριβη μελετη της οποίας ειναι πολυ χρησιμη η ερευνα των διηγερμενων σταθμων των μεσονίων, των κουαρκονίων. Οι σταθμες αυτες ειναι για την ισχυρα πυρηνικη δυναμη το εντελως αναλογο προς τις διηγερμενες σταθμες του ατομου του υδρογονου για την ηλεκτρομαγνητικη δυναμη, και ακριβως ετσι αντιμετωπίζονται απο τους φυσικους. Κατω οι τρεις ανυψωσεις της καμπυλης πυκνοτητος πιθανοτητος αντιστοιχουν στα τρια κουαρκονια χ_b(1P,2P,3P).

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
δεντρο

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Δυο νεα σωματιδια, τα εξωτικα αδρονια Ζ_b, ανεκαλύφθησαν μολις στην Ιαπωνια, κατα το πειραμα Belle, στην γραμμη παραγωγης Β-μεσονιων (και αλλων ξωτικων), που εχει εγκατασταθει στο Εθνικο Εργαστηριο Επιταχυντου Υψηλης Ενεργειας, το γνωστο ΚΕΚ στην Τσουκούμπα. Εκει συγκρούονται εναντιοστρόφως ηλεκτρόνια με ποζιτρόνια, και

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

επιτυγχάνεται η υψηλοτερη φωτεινότητα κατα τις συγκρούσεις παγκοσμίως. Ενας παρόμοιος επιταχυντης που θα βελτιώνει την επίδοση του ΚΕΚ κατασκευάζεται στην Ρωμη. Η κατασκευη του θα διαρκεσει 6 ετη, και θα υπερβαίνει στο 100πλάσιο την ιαπωνικη φωτεινοτητα. Τα Ζ_b περιεχουν το ζευγος κουαρκ-αντικουαρκ b, b, εφοσον προερχονται απο την γραμμη παραγωγης Β-μεσονιων. Επειδη ομως φερουν και ηλεκτρικο φορτιο, προφανως εχουν επισης και αλλα κουαρκ, συνολικως 4 τουλαχιστον
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Οι μαζες τους ειναι 10.610 και 10.650 ΜeV/c², καπως μεγαλυτερη της μαζας των χ_b στο προηγουμενο θεμα. Αρκετές εκατοντάδες μεσόνια έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Όλα συναπαρτίζονται απο αλληλοδεσμευόμενα ζευγη κουάρκ και αντι-κουάρκ, οπου η δέσμευση παρέχεται μέσω των ισχυρών αλληλεπιδράσεων των στοιχειωδών σωματιδίων. Χρησιμοποιώντας τον επιταχυντή KEKB, το πείραμα Belle έχει ανακαλύψει περισσότερα από δέκα "εξωτικά αδρόνια", συμπεριλαμβανομένων των χ (3.872), Y (3.940), και Z (4.430), τα οποία δεν προέβλεπαν οι υπάρχουσες θεωρίες. Αυτά τα νέα σωματίδια, τα οποία είναι περίπου 4 έως 4,5 φορές βαρύτερα από ένα πρωτόνιο, είναι εξωτικά αδρόνια που αποτελούνται πιθανότατα από ζευγη κουάρκ c, c, και επιπροσθέτως δύο ακομη ελαφρύτερα κουάρκ διαφορετικών τύπων. Οι απρόσμενες ανακαλύψεις έχουν προσελκύσει την προσοχή των ερευνητών σε όλο τον κόσμο. Η τελευταία ανακάλυψη έχει αποκαλύψει την ύπαρξη των εξωτικών αδρονίων Ζ_b, που περιέχουν το (βαρύτερο) ζευγος κουάρκ b, b αντι του ζεύγους c, c. To πείραμα Belle, στην γραμμη παραγωγης Β, εξεκίνησε το 1999 με στόχο την διευκρίνιση της προελεύσεως της αυθόρμητης θραύσεως της συμμετρίας σωματιδίων-αντι-σωματιδίων (παραβίαση συμμετρίας CP). Εχει συμβάλει στην απονομή του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής το 2008 στους Kobayashi και Maskawa. Επιπλέον, τα δεδομένα που λαμβάνονται από συγκρούσεις ηλεκτρονίων - ποζιτρονίων είχαν ως αποτέλεσμα μια σειρά από ανακαλύψεις εξωτικών αδρονίων, ανοίγοντας ένα νέο πεδίο ερεύνης στην Φυσική σωματιδίων. Η συλλογη δεδομένων στο πείραμα Belle έχει ήδη ολοκληρωθεί, αλλά υπαρχει ακομη μια τεράστια ποσότητα δεδομένων, που εξακολουθεί να αναμένει λεπτομερή ανάλυση. Επιπλέον, μια αναβαθμισμένη έκδοση του πειράματος KEKB / Belle , που ονομάζεται SuperKEKB / Belle II, είναι στο στάδιο της προετοιμασίας. Το Belle II στοχεύει να συλλέξει 50 φορές περισσότερα δεδομένα από το ενωρίτερο πείραμα. Οι ερευνητές περιμένουν με ανυπομονησία την ευκαιρία να εξερευνήσουν το πλήρες φάσμα των εξωτικών αδρονίων που περιέχουν διάφορα είδη κουάρκ, συμπεριλαμβανομένου του κουάρκ s, καθώς και τα c και b κουάρκ, τα οποία αναμένεται να ανακαλυφθούν στο μέλλον. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα κουάρκ δεσμεύονται από την ισχυρή αλληλεπίδραση ωστε να περιορίζονται σε σύνθετα σωματίδια, όπως τα μεσόνια, και ως εκ τούτου δεν μπορούν να υπάρξουν μεμονωμένα ως ελεύθερα σωματίδια. Η λεπτομερής διερεύνηση των εξωτικών αδρονίων θα προωθήσει την κατανόηση του πώς και ποια είδη αδρονίων είναι δυνατον να σχηματισθουν με βάση τους μηχανισμούς που καθορίζονται από την κβαντική χρωμοδυναμική, η οποία περιγράφει την ισχυρή αλληλεπίδραση, με άλλα λογια, τήν ισχυρή ενδοπυρηνική δύναμη.
.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
H καμπύλη των μετρήσεων του πειράματος CMS στο CERN, που πιστοποιεί την ύπαρξη του μποζονίου Higgs, δηλαδή του χιγκσονίου. Η μάζα του, όπως εμφαίνεται απο την ανύψωση της ανωτέρω καμπύλης επάνω απο το σήμα υποβάθρου, ειναι 125,3 ± 0,6 GeV/c², με στάθμη στατιστικής εμπιστοσύνης 5σ. Το πείραμα ATLAS που συλλέγει δεδομένα συγκρούσεων ανεξαρτήτως του CMS, ευρίσκει μάζα 126 GeV/c², με την ίδια στάθμη στατιστικής εμπιστοσύνης 5σ. Ο μετρηθείς ρυθμός παραγωγής σ_DAT είναι συμβατός με τον προβλεπόμενο σ_SM απο την καθιερωμένη θεωρία SM (Standard Model), που προέβλεψε και την ύπαρξη του χιγκσονίου: σ_DAT/σ_SM = 0,80 ± 0,22.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]

Αποτύπωση ενός τυπικού, απο τα δισεκατομμύρια συμβάντα που συνελέγοντο καθ΄όλη την διάρκεια του 2011, 2012. Μετά την κατά μέτωπον σύγκρουση των πρωτονίων, το παραγόμενο χιγκσόνιο διασπάται σε ζεύγος μποζονίων Ζ, ένα των οποίων διασπάται περαιτέρω σε ζεύγος ηλεκτρονίων (πράσινες), ενώ το άλλο Ζ διασπάται σε ζεύγος μυονίων (κόκκινες γραμμές).

Nεότερες αναλύσεις των μετρήσεων του πειράματος ΑTLAS, που συλλέγει στοιχεία όλων των δυνατών διασπάσεων του χιγκσονίου Η, δημοσιευμένες στις 31 Ιουλίου, καταδεικνύουν μάζα m_H = 126,0 ±0,4±0,4 GeV/c². Η στάθμη στατιστικής εμπιστοσύνης έχει πλέον αυξηθεί σε 5,9 σ,
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

πράγμα που σημαίνει πιθανότητα λάθους (local p₀), δηλαδή ότι η παρατήρηση είναι απλώς οξεία τοπική διακύμανση του θορύβου παρασκηνίου, περιπου 1/600 εκατομμυρια.
To ανεξάρτητο του ATLAS πείραμα CMS βελτιώνει την δική του πρόβλεψη ταυτοχρόνως στο επίπεδο στάθμης 5,8 σ, με m_H = 125,3 ± 0,4 (stat.) ± 0,5 (syst.) GeV/c².H αναζήτηση συμπεριλαμβάνει και στα δύο πειράματα τις εξής οδούς διασπάσεων: H-->W,W , H-->Z,Z , H-->b,b , Η-->τ,τ , Η-->γ,γ.

» Οι «Πυρήνες»ανελαβαν την ευθύνη για τα πακέτα-βόμβες