AgroGreco

Πείραμα LHC@home από το CERN: Εθελοντική συμμετοχή πολιτών

Δευτέρα, Αυγούστου 22, 2011

Ένα ακόμα μεγάλο επιστημονικό πρόγραμμα προσφεύγει στην «επιστήμη των πολιτών», ζητώντας βοήθεια από κάθε ενδιαφερόμενο.

European Organization for Nuclear Research

Το CERN δημιούργησε το πρόγραμμα LHC@home, με σκοπό να αξιοποιήσει τη συλλογική επεξεργαστική ισχύ όσο το δυνατόν περισσότερων υπολογιστών ανά τον κόσμο. Οι «πολίτες-επιστήμονες» θα έχουν τη δυνατότητα να συμμετάσχουν στα ιστορικά πειράματα φυσικής του υπόγειου μεγάλου επιταχυντή, που βρίσκεται κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

Μεταξύ άλλων, θα βοηθήσουν στην αναζήτηση του «μποζονίου του Χιγκς», του αποκαλούμενου και «σωματιδίου του Θεού». Είχε προηγηθεί, το 2004, σύμφωνα με το BBC, μια ανάλογη μικρότερης κλίμακας προσπάθεια του CERN για να γίνουν προσομοιώσεις ακτίνων πρωτονίων.

«Οι εθελοντές μπορούν τώρα να βοηθήσουν ενεργά τους φυσικούς στην αναζήτηση νέων θεμελιωδών σωματιδίων που θα ρίξουν νέο φως στην προέλευση του σύμπαντός μας, συνεισφέροντας διαθέσιμη επεξεργαστική ισχύ από τους προσωπικούς υπολογιστές τους, επιτραπέζιους και φορητούς», αναφέρεται στη σχετική ανακοίνωση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών, που συνεργάζεται για το νέο πρόγραμμα με το Κέντρο Κυβερνοεπιστήμης Πολιτών (Citizen Cyberscience Centre , CCC), στο οποίο συμμετέχουν ο ΟΗΕ και το πανεπιστήμιο της Γενεύης.

Κάθε χρόνο ο επιταχυντής, μέσω των συγκρούσεων σωματιδίων, παράγει έναν τεράστιο όγκο δεδομένων προς επεξεργασία, που φθάνουν τα 15 εκατ. Gigabyte. Το CERN (European Organization for Nuclear Research) διαθέτει μια εντυπωσιακή υποδομή διασυνδεμένων υπολογιστών, παρόλα αυτά επιζητά τη συμβολή έξτρα ισχύος από κάθε ενδιαφερόμενο.

Άλλες επιστημονικές ομάδες, από διαφορετικά γνωστικά πεδία, τα προηγούμενα χρόνια, έχουν επίσης καταφύγει στους εθελοντές, όπως για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI@home) ή για την ανάλυση πρωτεϊνών (Folding@home).

Προηγούμενο άρθρο: Ο ήχος του μυστήριου «σωματιδίου του Θεού»

Πηγές: techpress.gr , wikipedia.org , lhcathome.web.cern.ch

CERN: Παγιδεύτηκε αντιύλη για 16 λεπτά

Τετάρτη, Ιουνίου 08, 2011

Οι ερευνητές της διεθνούς επιστημονικής ομάδας Alpha του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) κατάφεραν, όπως ανακοίνωσαν, για πρώτη φορά να παγιδέψουν 309 άτομα αντιύλης, συγκεκριμένα αντι-υδρογόνου, για 1.000 δευτερόλεπτα, διάστημα αρκετό για να αρχίσουν τη μελέτη τους σχετικά με τα μυστικά της αντιύλης.

Paul Dirac (1902 - 1984)

Τα σωματίδια της ύλης και τα αντισωματίδια της αντιύλης είναι ταυτόσημα, εκτός από το γεγονός ότι έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, γι’ αυτό αλληλοεξουδετερώνονται όποτε συγκρούονται, δημιουργώντας ενέργεια και ακτινοβολία. Αν π.χ. ένα κιλό ύλης συγκρουστεί με ένα κιλό αντιύλης, τότε θα δημιουργηθεί μια τεράστια έκρηξη ισοδύναμης ισχύος 43 μεγατόνων ΤΝΤ, περίπου 3.000 φορές πιο ισχυρή από την ατομική βόμβα που κατέστρεψε την Χιροσίμα. Γι’ αυτό το λόγο, άλλωστε, στην επιστημονική φαντασία αφθονούν τα όπλα αντιύλης.

Ένα άτομο αντι-υδρογόνου αποτελείται από ένα αρνητικά φορτισμένο αντιπρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα θετικά φορτισμένο αντι-ηλεκτρόνιο (ποζιτρόνιο). Το άτομο του γνωστού μας υδρογόνου αποτελείται από το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο γύρω από το οποίο περιστρέφεται ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο.

Πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, τη στιγμή της αρχικής Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) του σύμπαντος, εκτιμάται ότι οι δύο μορφές της ύλης υπήρχαν σε οριακά ίσες ποσότητες. Αν αυτή η ισορροπία είχε διατηρηθεί, τότε το ορατό σύμπαν δεν θα υπήρχε. Για άγνωστους λόγους, η πλάστιγγα έγειρε ελαφρώς υπέρ της συμβατικής ύλης (υπήρχαν, δηλαδή, πιθανότατα, εξ' αρχής, ελάχιστα περισσότερα άτομα ύλης σε σχέση με τα άτομα αντιύλης), με αποτέλεσμα αφενός να γεννηθούν τα πάντα γύρω μας και αφετέρου το μισό σύμπαν να εξαφανιστεί στην πορεία και η αντιύλη να είναι πλέον σπάνια σήμερα. Αυτή η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης και η αιτία της αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα της σύγχρονης Φυσικής.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Τζέφρι Χανγκστ του πανεπιστημίου Άαρχους της Δανίας, χρησιμοποίησαν τον επιταχυντή υψηλής ενέργειας του CERN για να δημιουργήσουν τα άτομα αντι-υδρογόνου και στη συνέχεια τα έψυξαν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Ο στόχος είναι πλέον να χρησιμοποιήσουν λέιζερ και φασματοσκοπία μικροκυμάτων για να συγκρίνουν τα παγωμένα και ακινητοποιημένα στην μαγνητική «παγίδα» αντι-άτομα με τα συμβατικά άτομα υδρογόνου. Κάθε αντι-άτομο υδρογόνου αποτελείται όχι από ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο, αλλά από ένα αντιπρωτόνιο και ένα ποζιτρόνιο (το αντίθετο του ηλεκτρονίου).

Άτομα υδρογόνου και αντι-υδρογόνου

Η ίδια ερευνητική ομάδα είχε κατορθώσει πέρυσι το Νοέμβριο, για πρώτη φορά στον κόσμο, να παγιδέψει 38 άτομα αντι-υδρογόνου επί 172 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Τώρα πέτυχε να αυξήσει κατά 5.000 περίπου φορές το χρονικό διάστημα «παγίδευσης» των αντι-ατόμων, καθιστώντας εφικτή την πραγματοποίηση των πρώτων μετρήσεων και πειραμάτων πάνω στην αντιύλη. Είναι η πρώτη φορά ουσιαστικά που οποιοσδήποτε επιστήμων αποπειράται να ρίξει φως στη δομή της αντιύλης. Τα πρώτα αποτελέσματα αναμένονται έως το τέλος του 2011 ή το 2012.

Η ύπαρξη της αντιύλης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον διάσημο βρετανό φυσικό Paul Dirac το 1930, στην προσπάθειά του να συμβιβάσει την κβαντομηχανική με τη θεωρία σχετικότητας και βαρύτητας του Αϊνστάιν.

Πηγές: ΑΠΕ , physics4u.wordpress.com

Ο ήχος του μυστήριου «σωματιδίου του Θεού»

Κυριακή, Σεπτεμβρίου 12, 2010

Επιστήμονες ισχυρίζονται πως ανακάλυψαν τί ήχο θα έχει το μυστήριο σωματίδιο του Θεού, όταν τελικά καταφέρουν να το δημιουργήσουν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).

Σκοπός του προγράμματος είναι να βρεθεί ένας τρόπος ακοής των πειραμάτων του LHC ώστε να είναι ευκολότερο να εντοπιστεί το λεγόμενο μποζόνιο του Higgs (Higgs boson), όταν αυτό δημιουργηθεί.

Higgs boson (Μποζόνιο του Higgs)

Το μποζόνιο του Χιγκς θεωρείται πως έδωσε τη μάζα όλων των υπολοίπων σωματιδίων στο σύμπαν.

Οι ερευνητές του CERN, στην Ελβετία, χρησιμοποίησαν αρχεία ήχου από συνηθισμένα όργανα, όπως το πιάνο και τα κύμβαλα, και στη συνέχεια τα προσάρμοσαν ώστε να πλησιάζουν στον ήχο που πιστεύουν ότι θα έχουν τα σωματίδια όταν δημιουργηθούν.

Η Δρ. Lily Asquith προσομοίωσε τον ήχο χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο όργανο στο LHC, που ονομάζεται "Atlas". Συνεργάστηκε με τεχνικούς ήχου και έναν συνθέτη για να μπορέσει να μετατρέψει τα δεδομένα των συγκρούσεων και τα αποτελέσματα των πραγματικών πειραμάτων του LHC σε ήχους, με μία διαδικασία που είναι γνωστή ως «ηχοποίηση δεδομένων».

Ο LHC κατασκευάστηκε ώστε να μπορέσει να αναδημιουργήσει τις συνθήκες εκείνες που επικρατούσαν στο σύμπαν όταν εκείνο είχε ηλικία μόλις μερικά δευτερόλεπτα. Προκαλεί συγκρούσεις μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων, σε ταχύτητες που φτάνουν αυτή του φωτός.

Τα άτομα υδρογόνου διαχωρίζονται από τα ηλεκτρόνιά τους και τα πρωτόνια που απομένουν επιταχύνονται στον LHC με τη βοήθεια μαγνητών, με κατεύθυνση προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού και αντίστροφα.

Ένας αριθμός διαφορετικών ανιχνευτών, συμπεριλαμβανομένου και του Atlas, καταγράφουν τις συγκρούσεις για να δουν τι συμβαίνει όταν τα σωματίδια μέσα στα πρωτόνια αλληλεπιδρούν και δημιουργείται ένας τεράστιος όγκος ενέργειας.

Ο Archer Endrich, μηχανικός λογισμικού που δουλεύει πάνω στο πρόγραμμα, δήλωσε πως κάποιοι από τους επιστήμονες, που συμμετέχουν στο πρόγραμμα, έχουν βιώσει κάτι σαν θρησκευτική εμπειρία ακούγοντας τους ήχους.

«Αισθάνεσαι πολύ πιο κοντά στο μυστήριο της Φύσης, και πιστεύω πως πολλοί επιστήμονες αισθάνονται το ίδιο όταν καταπιάνονται με τέτοιου είδους πράγματα. Είναι τόσο συγκλονιστικό και υπάρχει πολύ περισσότερο μυστήριο και ακόμα περισσότερα πράγματα να μάθει κανείς. Όσο πιο βαθιά μπαίνεις και ανακαλύπτεις καινούργια πράγματα, τόσο πιο συναρπαστικό και συγκλονιστικό γίνεται» ενώ πρόσθεσε: «Όταν ακούς το αποτέλεσμα της ηχοποίησης, ακούς στην πραγματικότητα τα δεδομένα. Ακούς των ήχο των δεδομένων, που δε θα μπορούσες να τον γνωρίζεις με οποιονδήποτε άλλο τρόπο».

Οι ερευνητές θα χρησιμοποιήσουν τους ήχους ως ένα αναλυτικό εργαλείο, που θα τους βοηθήσει να εντοπίσουν τα νέα άπιαστα σωματίδια, εάν τελικά προκύψουν από τις συγκρούσεις τα επόμενα χρόνια.

Ακούστε τους ήχους: LHCsound - Sounds Library

Πηγές: news.dailymail.co.uk , pathfinder.gr , lhcsound.hep.ucl.ac.uk