CERN :ΤΑ ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΙ

ΕΠΙΔΙΩΞΕΙΣ.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το Cern είναι το Ευρωπαικό Εργαστήριο Σωματιδιακής Φυσικής, το μεγαλύτερο στον κόσμο ερευνητικό κέντρο του είδους του. Η ίδρυσή του το 1954 αποτέλεσε μια από τις πρώτες κοινές ευρωπαικές προσπάθειες.

Τα 12 ιδρυτικά κράτη-μέλη στα οποία ανήκει και η Ελλάδα έχουν αυξηθεί σήμερα σε 20. Το εργαστήριο βρίσκεται πάνω στα γαλλο-ελβετικά σύνορα δυτικά της Γενεύης στους πρόποδες της οροσειράς του Ιούρα.

Ο προυπολογισμός του συγκεκριμένου πειράματος για το 2012 ανέρχεται στα 1,417.254.592 Ευρώ, με συμβολή της Ελλάδας 21.413.600 Ευρώ.

ΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟ

Περίπου 6.500 επιστήμονες, δηλαδή το 50% των επιστημόνων σε όλο τον κόσμο που ασχολούνται με τα σωματίδια, χρησιμοποιούν τις εγκαταστάσεις του Cern. Οι επιστήμονες αυτοί εκπροσωπούν 500 πανεπιστήμια και πάνω από 80 εθνικότητες.

ΜΕ ΤΙ ΑΣΧΟΛΕΙΤΑΙ ΤΟ CERN;

Έργο του Cern είναι η καθαρή επιστήμη, η διερεύνηση των πλέων θεμελιωδών ερωτημάτων για τη φύση:

Τι είναι ύλη; Από πού προέρχεται; Πώς συγκρατείται για να σχηματίσει άστρα, πλανήτες

και ανθρώπινα όντα;

Είναι κάποια από τα ερωτήματα που στοχεύει να απαντήσει.

Επίσκεψη στο CERN.

Εάν ποτέ βρεθείτε στη Γενεύη και στο CERN, μπορείτε να επισκεφτείτε κάποιους από τους χώρους εργασίας των φυσικών ή τα εργοστάσια αντιύλης, οπού τα άτομα παράγονται και μελετούνται. Ακόμη ένα πολύ όμορφο κτήριο για να δείτε είναι το Αρχηγείο που βρίσκεται στην καρδιά του CERN.

ΕΝ ΩΡΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ…

ΧΑΡΤΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ CERN

ΑΠΟ ΑΕΡΟΔΡΟΜΙΟ ΓΕΝΕΥΗΣ ΠΡΟΣ CERN.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ-ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑΣΤΟ CERN…

ΜΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ…

Η θεραπεία του καρκίνου, η ιατρική και βιομηχανική απεικόνιση, η χρήση της ακτινοβολίας είναι μόνο μερικές από τις εφαρμογές των τεχνολογιών που αναπτύσσονται στο CERN. Στην συνέχεια θα δούμε μερικές εφαρμογές κι επιτεύγματα του CERN τόσο στην κοινωνία όσο και στον τεχνολογικό και ιατρικό κλάδο.

ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ…ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ…

WWW(World Wide Web) Η πρόσβαση στο παγκόσμιο Διαδίκτυο (Ιnternet) υπήρχε, αλλά έλειπε ένα κατάλληλο λογισμικό εργαλείο το οποίο αναπτύχθηκε από τους ίδιους τους Φυσικούς στο CERN: το WWW

ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ Το CERN είναι υπεύθυνο για την δημιουργία έγχρωμων τηλεοράσεων αλλά και έγχρωμων οθονών υπολογιστών.

To Παγκόσμιo LHC Computing Grid (WLCG), είναι ένα διεθνές πρόγραμμα συνεργασίας που αποτελείται από ένα δίκτυο που βασίζεται στην υποδομή δικτύου υπολογιστών που συνδέει 140 υπολογιστικά κέντρα σε 35 χώρες. Σχεδιάστηκε από το CERN για να χειριστεί τoν τεράστιο όγκο των δεδομένων που παράγονται από τα πειράματα στον Large Hadron Collider (LHC).

Μέχρι το 2012 είχαν αναλυθεί 300 τρισεκατομμύρια συγκρούσεις πρωτονίων στον LHC. Τα δεδομένα σύγκρουσης που παραχθηκαν είναι περίπου 25 petabytes(1 PB= 10 15 byte) ανά έτος, και το Grid Computing LHC είχε γίνει το μεγαλύτερο δίκτυο υπολογιστών στον κόσμο (ως του 2012).

o GRID

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ…

Την αποστείρωση ιατρικού εξοπλισμού και τροφής Την κατασκευή ημιαγωγών στη βιομηχανία των

ηλεκτρονικών υπολογιστών Την βελτίωση της αντοχής βιομηχανικών προϊόντων Την διερεύνηση πως ακριβώς φθείρονται οι μηχανές των

αυτοκινήτων Τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές Δέσμες που προέρχονται από επιταχυντές

χρησιμοποιούνται για την εμφύτευση ιόντων ενός υλικού στην επιφάνεια ενός άλλου υλικού. Έτσι επωφελούνται οι μηχανές αεροσκαφών και τα τεχνητά ανθρώπινα μέλη

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ… Παρέχει άριστη κατάρτιση στο ερευνητικό

προσωπικό που εντάσσεται στο δυναμικό του Προσφέρει μοναδικές ευκαιρίες στη διεθνή

επιστημονική κοινότητα, ενώ παράλληλα, κινητοποιεί ουσιαστικά τους νέους σπουδαστές

Αναπτύσσει τις τεχνολογικές δεξιότητες των μηχανικών και τεχνικών στα ευρωπαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και την ευρωπαϊκή βιομηχανία

Το CERN δίνει την αυτοπεποίθηση τόσο στα κράτη που είναι μέλη όσο και σ' εκείνα που δεν αποτελούν μέλη του ότι, τα επιστημονικά προγράμματα αξιολογούνται από διεθνείς επιστημονικές επιτροπές, σε υψηλό επίπεδο, μακριά από τη γραφειοκρατία.

ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ…

Η θεραπεία καρκίνου με επιταχυντικό σύστημα νέας γενιάς και δέσμη πρωτονίων έχει την δυνατότητα να στοχεύει όγκους που βρίσκονται σε μεγάλα βάθη και σε δύσκολα ανατομικά σημεία, χωρίς να προκαλεί ανεπανόρθωτες βλάβες στους παρακείμενους υγιείς ιστούς .Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα όμως, έναντι της συμβατικής ακτινοθεραπείας είναι ότι καταστρέφει ολοσχερώς το γενετικό υλικό των καρκινικών κυττάρων και επομένως ελαχιστοποιεί την επανεμφάνιση του καρκίνου. Επίσης, ο κίνδυνος πρόκλησης δευτερογενών καρκίνων εξαιτίας ακτινοβόλησης με πρωτόνια είναι κατά πολύ μικρότερος από τη συμβατική ακτινοθεραπεία και γι' αυτό χρησιμοποιείται και στις παιδιατρικές περιπτώσεις ασθενών με καρκίνο.

ΜΕΡΙΚΕΣ ΠΙΟ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΕΞΗΣ:

Επιταχυντής του CERN στην Κρήτη για τη θεραπεία του καρκίνου.

CERN-HERMESΤο πρώτο συνθετικό δεν

είναι άλλο από το γνωστό μας CERN, τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό για την Έρευνα στη Σωματιδιακή Φυσική, ενώ το δεύτερο αποτελεί ακρωνύμιο του Hellenic Research network on Medical and novel technologies.

GSI-SIS Το Γερμανικό εθνικό εργαστήριο βαρέων ιόντων, GSI , στο Darmstadt, προσφέρει τη βασική έρευνα στην υπηρεσία της ανθρωπότητας χρησιμοποιώντας ιόντα άνθρακα από το σύγχροτρον * βαρέων ιόντων του GSI, το SIS , για να βομβαρδίσει καρκινικούς όγκους που δεν επιδέχονται εγχείρηση , επειδή σε ευαίσθητες περιοχές. Ο κύριος σκοπός του GSI είναι η έρευνα της θερμής, πυκνής πυρηνικής ύλης που σχηματίζεται κατά τη σύγκρουση βαρέων ιόντων με σταθερό στόχο .

ΕΠΙΣΗΣ ΣΥΝΕΒΑΛΛΕ…

Στη δημιουργία τοπογραφικών οργάνων μεγάλης ακρίβειας και τεχνικών για τις υπόγειες σήραγγες των επιταχυντών. Μερικές από αυτές τις τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν για το Ευρωτούνελ (που συνδέει την Αγγλία με την Γαλλία).

Στην υπεραγωγιμότητα, στη κρυογονική, στη γεωδαισία, στη φυσική υψηλού κενού.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΑΣΤΟ CERN

ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΣΤΟ CERN ΛΑΜΒAΝΟΥΝ ΧΩΡΑ ΠΑΝΩ ΣΤΟΝ ΜΕΓΑΛΟ ΑΔΡΟΝΙΚΟ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΗ (LHC) Ο ΟΠΟΙΟΣ:

Είναι ο μεγαλύτερος και υψηλότερης ενέργειας επιταχυντής σωματιδίων. Βρίσκεται σε ένα τούνελ περιμέτρου 27 χιλιομέτρων και βάθους 100 μέτρων κάτω από τα γάλλο-ελβετικά σύνορα. Έχει θερμοκρασία -270oC διότι αυτή είναι η θερμοκρασία που μπορούν να επιταχυνθούν τα πρωτόνια. Παρέχει επιταχυντά σωματίδια στους ανιχνευτές με ταχύτητα πάνω από το 99,99% της ταχύτητας του φωτός.Είναι μια συνεργασία 10.000 επιστημόνων και μηχανικών και κατά μήκος του πραγματοποιούνται 7 πειράματα.

1. ALICE

Σύγκρουση ιόντων μολύβδου με σκοπό την επαναδημιουργία των συνθηκών μετά το Big Bang. Μελετά την κατάσταση της ύλης γνωστή ως quark-gluon plasma. Είναι μια συνεργασία 1.000 επιστημόνων.

2. ATLAS

Ένας από τους δύο γενικής χρήσεως ανιχνευτές. Αναζητά το μποζόνιο Higgs και τα σωματίδια που αποτελούν την σκοτεινή ύλη. Καταγράφει την τροχιά, την ενέργεια και την ταυτότητα των παραχθέντων σωματιδίων.

Είναι ο μεγαλύτερος σε όγκο ανιχνευτής σωματιδίων Το μαγνητικό του σύστημα λυγίζει την τροχιά των φορτισμένων σωματιδίων για να μετρήσει την ορμή τους Είναι μια συνεργασία 2.900 επιστημόνων.

3. CMS(Compact Muon Solenoid)

Ο δεύτερος γενικής χρήσεως ανιχνευτής. Ίδιοι επιστημονικοί στόχοι με το πείραμα ATLAS. Χρησιμοποιεί διαφορετικές τεχνικές λύσεις και ο σχεδιασμός του μαγνητικού συστήματος διαφέρει.

Είναι χτισμένος γύρω από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Αντί να κατασκευαστεί απευθείας στο υπόγειο, κατασκευάστηκε στην επιφάνεια προτού χωριστεί σε 15 τμήματα και επανασυναρμολο-γηθεί στο υπόγειο. Είναι μια συνεργασία 2.000 επιστημόνων.

4. LHCB(Large Hadron Collider

beauty)

Εξειδικεύεται στη διερεύνηση των μικρών διαφορών μεταξύ ύλης και αντιύλης. Μελετά ένα είδος σωματιδίων που ονομάζεται b-quark. Χρησιμοποιεί μια σειρά υπο-ανιχνευτών. Είναι μια συνεργασία 650 επιστημόνων.

5. LHCF(Large Hadron Collider

forward)

Είναι ένα ειδικού σκοπού πείραμα για τη μελέτη της Αστροσωματι-διακής φυσικής Σχεδιάστηκε για τη μελέτη των σωματιδίων που παράγονται στη «μπροστά» περιοχή των συγκρούσεων.

Αποτελείται από 2 ανιχνευτές οι οποίοι μελετούν την ενέργεια και τον αριθμό των ουδέτερων πιονίων(π0).Θα εξηγήσει την προέλευση των υπερ-υψηλής ενέργειας κοσμικών ακτινών.

6. MOEDAL(Monopole and Exotics Detector At the LHC)

Εκπρόσωπος: James Pinfold του πανεπιστημίου της Αλμπέρτα. Έχει ως στόχο την εύρεση ιονιζόντων σωματιδίων με σταθερή ή ψευδοσταθερή μάζα. Χρησιμοποιεί πυρηνικούς ανιχνευτές Track(NTDs) οι οποίοι φέρουν βλάβες που οφείλονται στα μεγάλου βαθμού ιονίζουσα σωματίδια.

7. ΤΟΤΕΜ(Total Elastic and diffractive cross section Measurement)

Επικεντρώνεται στη φυσική που δεν είναι προσβάσιμη στα γενικής χρήσεως πειράματα. Θα μετρήσει το μέγεθος του πρωτονίου. Περιλαμβάνει 8 ανιχνευτές τοποθετημένους κοντά στα τοιχώματα του LHC σε ειδικούς θαλάμους κενού που ονομάζονται Roman Pots(Ρωμαϊκά Αγγεία).

Τα αποτελέσματα του πειράματος ΤοΤΕΜ θα συμπληρώσουν αυτά των άλλων πειραμάτων. Είναι μια συνεργασία 50 επιστημόνων.

CERN ΚΑΙ ΑΝΤΙΘΕΤΕΣ ΑΠΟΨΕΙΣ.

ΑΝΗΣΥΧΙΕΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ CERN…

Η εξέλιξη των πειραμάτων που παίρνουν μέρος στη Γενεύη έχουν φέρει στο φώς γεγονότα και εξελίξεις όσο αναφορά τον τομέα της Φυσικής Επιστήμης όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως. Είναι επίσης μια πηγή απαντήσεων στις ερωτήσεις που έχει θέσει ο άνθρωπος από την αρχή της ύπαρξής του.

Πολλοί ήταν αυτοί που υποστήριξαν αυτήν την προσπάθεια που ξεκίνησε πριν πολλά χρόνια και την στηρίζουν μέχρι και σήμερα.

Βέβαια, υπήρξαν και αντιδράσεις εναντίον του CERN με τον φόβο πρόκλησης «μαύρης τρύπας».

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΜΩΣ «ΜΑΥΡΗ ΤΡΥΠΑ»;

Μαύρη τρύπα , είναι μια συγκέντρωση μάζας σημαντικά μεγάλης ώστε η δύναμη της βαρύτητας να μην επιτρέπει σε οτιδήποτε να ξεφεύγει από αυτήν, παρά μόνο μέσω κβαντικής συμπεριφοράς .

Το βαρυτικό πεδίο είναι τόσο δυνατό, ώστε η ταχύτητα διαφυγής κοντά του ξεπερνά την ταχύτητα του φωτός.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από την βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας εξ’ ου και η λέξη «μαύρη».

ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΙΑΣ «ΜΑΥΡΗΣ ΤΡΥΠΑΣ»…

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ…

ΣΥΝΕΧΕΙΑ…

Μέχρι σήμερα δεν έχει προκληθεί «μαύρη τρύπα» εξαιτίας του CERN. Αυτή η ανησυχία είναι προϊόν παραπληροφόρησης και άγνοιας περί του πραγματικού σκοπού του πειράματος, που είναι η διερεύνηση των πλέων θεμελιωδών ερωτημάτων για την φύση.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΩΝ

76%

39%61%

50%

42%

8%

70%

30%

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ CERN

Κουζούκος Απόστολος Τριανταφύλλου Βαλάντης

Μπατζιακούδης Σταμάτης Παπαδημιτρίου Ευάγγελος

Μουτζουκλή Αναστασία Μιχαϊλίδης Μιχάλης Τσαντηλα Μαριάνθη Πρασοπούλου Ιωάννα Σπουρίτα Μαρία Ακίδης Μηνάς Μπέλλα Ελένη Αλεξόπουλος Γεώργιος Υπέυθυνοι καθηγητές: Αμπεντίν Σαλήογλου Αντέμ Ισλάμογλου Οζγκόρ Οξύνογλου Στράτος Νεζίρ Μελτέμ Καλαϊτζής Στέλιος

ΤΕΛΟΣ