Επιστήμονες εντόπισαν σήματα από το «zeptoverse»: Έναν κόσμο 100 δισ. φορές μικρότερο από το άτομο

Ένα ακόμη βήμα προς την εξερεύνηση των πιο ακραίων ορίων της ύλης πραγματοποίησαν επιστήμονες, εντοπίζοντας ενδείξεις από μια περιοχή της φύσης που ονομάζεται «zeptoverse» και βρίσκεται σε κλίμακα περίπου 100 δισεκατομμύρια φορές μικρότερη από ένα άτομο.

Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από επιστημονική ομάδα με έδρα το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, αξιοποιώντας δεδομένα από πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN), στα σύνορα Ελβετίας και Γαλλίας.

Στον τεράστιο επιταχυντή, υποατομικά σωματίδια συγκρούονται με εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, επιτρέποντας στους φυσικούς να μελετούν τα προϊόντα αυτών των συγκρούσεων και να αναζητούν ενδείξεις για άγνωστες μέχρι σήμερα μορφές ύλης.

Τα νέα δεδομένα θεωρούνται ιδιαίτερα σημαντικά, καθώς ενδέχεται να προσφέρουν έναν διαφορετικό τρόπο διερεύνησης θεμελιωδών ερωτημάτων της φυσικής, μεταξύ των οποίων και η φύση της σκοτεινής ύλης.

Τι είναι το «zeptoverse» και πώς συνδέεται με τη σκοτεινή ύλη

Ένα από τα μεγαλύτερα άλυτα ζητήματα της σύγχρονης επιστήμης είναι η σκοτεινή ύλη. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αποτελεί σημαντικό μέρος του Σύμπαντος, καθώς η βαρυτική της επίδραση γίνεται αντιληπτή στην κίνηση και τη συμπεριφορά της συνηθισμένης ύλης.

Παρά τις ενδείξεις για την ύπαρξή της, ωστόσο, δεν έχει καταστεί ακόμη δυνατή η άμεση ανίχνευσή της.

Οι ερευνητές εξετάζουν πλέον εάν η σκοτεινή ύλη μπορεί να επηρεάζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων σε εξαιρετικά μικρές αποστάσεις.

Σε αυτές τις κλίμακες, οι πιθανές επιδράσεις της θα μπορούσαν να αποκαλυφθούν μέσα από ανεπαίσθητες διαφοροποιήσεις στη συμπεριφορά και τη διάσπαση των σωματιδίων.

Στο επίκεντρο της συγκεκριμένης ανάλυσης βρέθηκε το λεγόμενο «κουάρκ ομορφιάς» ή «κουάρκ πυθμένα» (beauty ή bottom quark). Πρόκειται για ένα ασταθές υποατομικό σωματίδιο, το οποίο έχει εξαιρετικά σύντομη διάρκεια ζωής, περίπου ενάμισι τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, προτού διασπαστεί σε άλλα σωματίδια.

Μελετώντας τα προϊόντα της διάσπασής του, οι επιστήμονες κατάφεραν να εξετάσουν αλληλεπιδράσεις σε αποστάσεις της τάξης του ενός δισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του μέτρου.

Ο δρ Χάρι Κλιφ από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, ο οποίος είχε την ευθύνη της ανάλυσης των δεδομένων, δήλωσε στο BBC ότι οι επιστήμονες «χτυπούν την πόρτα αυτού του zeptoverse».

Όπως εξήγησε, η μελέτη αυτών των αλληλεπιδράσεων μπορεί να προσφέρει ένα νέο πεδίο παρατήρησης για την αναζήτηση άγνωστων σωματιδίων.

«Αυτό που θέλουμε να κάνουμε τώρα είναι να μπούμε μέσα, να εξερευνήσουμε και να ανακαλύψουμε ποια νέα σωματίδια περιμένουν εκεί. Για να το πετύχουμε, χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα», ανέφερε χαρακτηριστικά.

Η αναβάθμιση των 150 εκατ. λιρών και οι περικοπές στη Βρετανία

Η περαιτέρω διερεύνηση αυτού του μικροσκοπικού κόσμου συνδέεται άμεσα με την αναβάθμιση του ανιχνευτή LHCb στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων.

Οι 28 χώρες που συμμετέχουν στο ερευνητικό πρόγραμμα έχουν συμφωνήσει σε επένδυση ύψους 150 εκατομμυρίων λιρών, η οποία αναμένεται να αυξήσει έως και δέκα φορές τη συχνότητα καταγραφής των συγκεκριμένων διασπάσεων σωματιδίων.

Σύμφωνα με τον Χάρι Κλιφ, η αναβάθμιση θα επιτρέψει στους επιστήμονες να εξερευνήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το «zeptoverse» και να αναζητήσουν ενδείξεις για το τι μπορεί να κρύβεται σε αυτές τις ακραίες κλίμακες.

Ωστόσο, η συνέχιση της βρετανικής συμμετοχής στο πρόγραμμα αντιμετωπίζει εμπόδια. Η βρετανική υπηρεσία Έρευνας και Καινοτομίας (UKRI), η οποία έχει την ευθύνη της χρηματοδότησης επιστημονικών ερευνητικών προγραμμάτων, ανακοίνωσε νωρίτερα μέσα στη χρονιά ότι αποσύρει τη συμμετοχή της στη χρηματοδότηση της σχεδιαζόμενης αναβάθμισης.

Η απόφαση εντάσσεται σε ένα ευρύτερο πρόγραμμα περικοπών που επηρεάζει διάφορους τομείς της σωματιδιακής φυσικής και της αστρονομίας. Μεταξύ των προγραμμάτων που επηρεάζονται βρίσκεται και το τηλεσκόπιο Lovell στο Jodrell Bank.

Ο καθηγητής Τιμ Γκέρσον, επικεφαλής της διεθνούς συνεργασίας LHCb, προειδοποίησε ότι η Βρετανία κινδυνεύει να χάσει τη δυνατότητα να συμμετέχει ενεργά σε σημαντικές επιστημονικές εξελίξεις.

Όπως δήλωσε στο BBC, η χώρα ενδέχεται να βρεθεί εκτός ερευνητικών προσπαθειών που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μεγάλες ανακαλύψεις.

Η εξερεύνηση του «zeptoverse» βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, ωστόσο οι επιστήμονες εκτιμούν ότι περισσότερα πειραματικά δεδομένα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν στοιχεία για νέες μορφές σωματιδίων και να συμβάλουν στην αναζήτηση απαντήσεων για τη σκοτεινή ύλη και τη θεμελιώδη λειτουργία του Σύμπαντος.