ΚΥΝΗΓΟΙ ΝΕΤΡΙΝΩΝ – Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
ΡΕΥ ΤΖΑΓΙΑΟΥΟΡΝΤΑΝΑ
Ο Ray Jayawardhana* (1971) είναι καθηγητής φυσικής και
αστρονομίας, και κοσμήτορας της σχολής θετικών επιστημών στο
Πανεπιστήμιο York του Τορόντο (Καναδάς). Γεννημένος στη Σρι Λάνκα,
σπούδασε στα πανεπιστήμια Yale και Harvard, και σταδιοδρόμησε στη Βόρεια
Αμερική. Έχει δημοσιεύσει τουλάχιστον 120 ερευνητικές εργασίες, τρία
βιβλία επιστημονικής εκλαΐκευσης, ενώ αρθρογραφεί σε μεγάλες εφημερίδες (New York Times, Wall Street Journal, Washington Post, Boston Globe) και περιοδικά (Scientific American, Economist, Atlantic
κ.ά.). Το ερευνητικό και συγγραφικό του έργο έχει αναγνωριστεί από
πολλά σημαντικά ιδρύματα (Guggenheim, Radcliff, Steacie, Rockefeller).
Άλλα βιβλία του: Star Factories: The Birth of Stars and Planets (2001) και Strange New Worlds: The Search for Alien Planets and Life Beyond our Solar System (2011).
***********************
Από τις φυσικομαθηματικές επιστήμες
 |
| Χόρχε Μέντες Μπλέικ, Sin imagen (Dylan Thomas) [Χωρίς εικόνα (Ντύλαν Τόμας)], 2004, μονοκάναλο βίντεο, μαυρόασπρο, 1΄55΄΄ |
Τα μικρότερα μεγάλα σωματίδια
Η πιο συναρπαστική φράση που μπορεί να
ακουστεί στην εφαρμοσμένη επιστήμη, η φράση που προαναγγέλλει νέες ανακαλύψεις,
δεν είναι το «Εύρηκα!», αλλά το «Είναι περίεργο…»
ΙΣΑΑΚ ΑΣΙΜΟΦ
Το παράθεμα του Ασίμοφ, που προηγείται και του βιβλίου το οποίο
παρουσιάζεται εδώ, αποτελεί μια μεγάλη αλήθεια σε ό,τι αφορά την εξέλιξη της επιστήμης. Με άλλα λόγια, θα
μπορούσε να ειπωθεί πως οι έντονες και παθιασμένες απορίες λειτουργούν
περισσότερο παραγωγικά από τις, οσοδήποτε σημαντικές, επιβεβαιώσεις.
Οι «Κυνηγοί νετρίνων» είναι ένα βιβλίο, που παρουσιάζει την ιστορία
της αναζήτησης μιας από τις πιο φευγαλέες και μυστηριώδεις οντότητες του
γνωστού μας Σύμπαντος, του νετρίνου.
Και, μαζί, παρουσιάζει –ή υπαινίσσεται, κάποιες φορές, την εξίσου
μυστηριώδη και «περίεργη» ιστορία των πρωταγωνιστών αυτής της ιστορίας. Από
τον, τουλάχιστον ιδιόρρυθμο, Βόλφγκανγκ Πάουλι,
που για χρόνια πνιγόταν στο αλκοόλ για να ξεχάσει τη για λίγο καιρό γυναίκα του,
χορεύτρια του καμπαρέ, Καίτε Ντέππνερ και τον Πολ Ντιράκ, που περπατούσε λάθρα
στους δρόμους του Κέμπριτζ πηγαίνοντας τοίχο τοίχο, σαν κλέφτης, μέχρι τον
Τζίλο Ποντεκόρβο, που το ’σκασε γρήγορα στη Σοβιετική Ένωση, και τον Έτορε
Μαγιοράνα, που εξαφανίστηκε από προσώπου Γης, το 1937, αφού πήρε το πλοίο για
να πάει από τη Νάπολη στο Παλέρμο και, έκτοτε, δεν βρέθηκε ούτε ίχνος του.
Και αρκετές γυναίκες επιστήμονες, στην πρώτη σειρά της έρευνας, με κυριότερη τη
καταπληκτική γερμανίδα Έμμυ Νέτερ. Η οποία, μεσούντος του Μεγάλου Πολέμου, δεν
μπόρεσε να γίνει πανεπιστημιακή καθηγήτρια, αλλά διατύπωσε και απέδειξε ένα από
τα σημαντικότερα μαθηματικά θεωρήματα στην Ιστορία (εφάμιλλο του Πυθαγόρειου,
λένε πολλοί), που συνδέει την έννοια της Συμμετρίας με τις Αρχές Διατήρησης της
Φυσικής, κάνοντας ένα τεράστιο άλμα στην εξέλιξη της επιστημονικής θεωρίας.
Αξίζει να αναφερθεί το επιχείρημα απόρριψης της υποψηφιότητάς της, παρόλο που
την Νέτερ υποστήριξε ο ίδιος ο μεγάλος Ντάβιντ Χίλμπερτ: «Τι θα σκεφτούν οι
φαντάροι μας όταν γυρίσουν στο πανεπιστήμιο και ανακαλύψουν ότι πρέπει να
σπουδάσουν πέφτοντας στα πόδια μιας γυναίκας;». Όντως, λογικό!
Αφιέρωσα αρκετό χώρο στα πρόσωπα, γιατί το ίδιο το βιβλίο είναι
γραμμένο έτσι που να δίνει σημαντικό βάρος στην ιστορία τους. Και το κάνει με
τρόπο που, χωρίς αμφιβολία, βοηθάει την επίτευξη του κύριου στόχου του. Όπως
πολύ χώρο δίνει και στην αναλυτική παρουσίαση των πειραματικών και
εργαστηριακών εγκαταστάσεων, που κατασκευάζονται, για να ανιχνεύσουν τα νετρίνα
και είναι πραγματικά αξιοθαύμαστες, ως ιδέες, αλλά και κατασκευαστικά. Από την
δική μας Πύλο, στο βαθύτερο σημείο της Μεσογείου μέχρι τα βάθη της Γης στην
Ιαπωνία και την Ανταρκτική, εκπληκτικές κατασκευές, βασισμένες στις πιο
παράξενες ιδέες, αναζητούν τα αλλόκοτα αυτά σωματίδια, τα οποία, παρόλο, που
μας διαπερνούν –τον καθένα και την καθεμιά μας, οπουδήποτε κι αν βρισκόμαστε-
κάθε στιγμή κατά τρισεκατομμύρια, αφού έχουν διαπεράσει ίσως ολόκληρη τη Γη,
είναι τρομερά δύσκολο να ανιχνευτούν. Η πιο απλή σκέψη θα ήταν να παρεμβληθεί
κάτι, που να τα «υποχρεώνει» να κάνουν την «εμφάνισή» τους. Πράγματι, αυτό επιδιώκουν οι πειραματικές μας εγκαταστάσεις. Έστω κι αν, ακόμη κι έτσι, απαιτείται μεγάλη τύχη και επιμονή για τον εντοπισμό τους, αφού ένα τυπικό νετρίνο, είναι τόσο «μικρό», με μάζα σε τέτοιο βαθμό αμελητέα, που μπορεί να διαπεράσει ένα φράγμα από μόλυβδο πάχους ενός έτους φωτός (όταν η απόσταση Γης –Ηλίου είναι, μόλις, 8 λεπτά φωτός) και να μην συναντηθεί ούτε με ένα άτομο!
Να πώς περιγράφει ο Τζαγιαουορντάνα το «πιο φιλόδοξο και συνάμα αντισυμβατικό» από τα πειράματα: βρίσκεται «κοντά στο Νότιο Πόλο, μονίμως βαθιά θαμμένο μέσα στους πάγους και βλέπει προς τα κάτω, όχι προς τα πάνω […] Το IceCube είναι ένα παρατηρητήριο [ενάμιση χιλιόμετρο μέσα στον πάγο], που όμοιό του δεν υπάρχει». Οι αισθητήρες του, φωτολυχνίες, που συγκεντρώνουν φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα, βρίσκονται μέσα σε 5160 σφαίρες, μεγέθους μπάλας του μπάσκετ, κατανεμημένων κατά 60 σε 86 επιμήκη κατακόρυφα καλώδια, ανά τακτά διαστήματα, «ελέγχουν εξονυχιστικά τον υπόγειο πάγο για αμυδρές μπλε λάμψεις που περιστασιακά τρεμοπαίζουν μέσα στο γαλήνιο σκοτάδι. Κάθε φορά που ένας αισθητήρας ανιχνεύει κάποια λάμψη στέλνει ένα σήμα στους υπολογιστές του που βρίσκονται στην επιφάνεια.
Οι μπλε λάμψεις δηλώνουν τη διέλευση των στοιχειωδών σωματιδίων που είναι γνωστά ως μιόνια. [Οι ερευνητές, όμως, δεν κυνηγούν τα μιόνια, αλλά τα νετρίνα], τους πιο φευγαλέους και αλλόκοτους απ’ όλους τους θαμώνες του υποατομικού κόσμου τους οποίους γνωρίζουμε. Αυτά τα σωματίδια –φαντάσματα αλληλεπιδρούν κάθε τόσο με τα πρωτόνια στα μόρια του πάγου και απελευθερώνουν μιόνια, κάτι που προδίδει την παρουσία τους καθώς τα μιόνια με τη σειρά τους φωτίζουν τον πάγο. Το νεογέννητο μιόνιο ταξιδεύει μέσα στον πάγο συνεχίζοντας την ίδια διαδρομή που ακολούθησε το εισερχόμενο νετρίνο, οπότε οι ερευνητές μπορούν, εξετάζοντας το ίχνος του μιονίου, να υπολογίσουν από ποια κατεύθυνση μας ήρθε το νετρίνο».
Το νετρίνο προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Πάουλι το 1930 προκειμένου να εξηγηθεί η ελλείπουσα ενέργεια στην πυρηνική αντίδραση, που λέγεται διάσπαση –β, στην ουσία η διάσπαση ενός πρωτονίου σε νετρόνιο και ποζιτρόνιο. Παρατηρήθηκε, λοιπόν, πως η ενέργεια, πριν και μετά την αντίδραση, δεν ήταν ίδια. Ή θα έπρεπε να παραβιάζεται η ισχυρότατη, στην Φυσική, αρχή διατήρησης της ενέργειας ή κάτι άλλο συνέβαινε. Ο Πάουλι πρότεινε την ύπαρξη ενός «αόρατου σωματιδίου» στα προϊόντα της διάσπασης, το οποίο θα μετέφερε την ενέργεια που έλειπε.
Και ξεκίνησε η σταδιοδρομία του νετρίνου, που ονομάστηκε έτσι, λόγω του αμελητέου μεγέθους του και της ουδετερότητάς του, ως προς το φορτίο. Έκτοτε, δε, επί ένα σχεδόν αιώνα αναζητείται – με καλά αποτελέσματα τα τελευταία χρόνια.
Η σημασία του είναι τεράστια. Εκτός του ότι μας λέει πολλά αναγκαία πράγματα για τον τρόπο με τον οποίο ο Ήλιος μας παράγει ενέργεια στο εσωτερικό του, ή του γεγονότος πως η πληθωριστική παρουσία του στο Σύμπαν ίσως διαμορφώνει τις ιδιότητες και την εξέλιξή του καθοριστικότερα από οποιονδήποτε άλλο παράγοντα, είναι πολύ πιθανό πως τα αποτελέσματα της ανίχνευσής του θα εξαναγκάσουν την Φυσική να απορρίψει ή, τουλάχιστον, να μεταβάλλει ριζικά το κυρίαρχο σήμερα Καθιερωμένο Πρότυπο. Οι «Κυνηγοί νετρίνων» τα εξηγούν όλα αυτά πολύ καλά και τα αφηγούνται ακόμη καλύτερα.
[1] Βλ. την παρουσίαση εδώ, Φύση Και Ψυχή, για το βιβλίο του Arthur Klein, Πάουλι και Γιούνγκ
[2] Μια εξαιρετική εξιστόρηση της ζωής και του έργου του Μαγιοράνα γίνεται στο: Joao Magueijo, Ο άνθρωπος
νετρίνο, εκδόσεις Τραυλός, 2010
*
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου