Ταξίδι «μέσα» στα άστρα

Ο κ. Σωτήρης Χαρισόπουλος και τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας πυρηνικής φυσικής του Δημόκριτου χρησιμοποιούν τον μοναδικό στην Ελλάδα επιταχυντή σωματιδίων σε πειράματα για την εξέλιξη των αστέρων

Μία γεύση από τα αστέρια παίρνει όποιος επισκέπτεται το Ινστιτούτο Πυρηνικής
Φυσικής του Εθνικού Κέντρου Ερευνών των Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος». Αρκεί
να μπει στην αίθουσα του «Πτολεμαίου», να δει τους επιστήμονες να εργάζονται
και να χρησιμοποιήσει τη φαντασία του.

Στο κτίριο που στεγάζει τον μοναδικό ιοντικό επιταχυντή στην Ελλάδα, οι
ερευνητές της ομάδας Πυρηνικής Αστροφυσικής του Δημόκριτου εκτελούν πειράματα
με συνθήκες όμοιες με αυτές που επικρατούν σε διάφορα αστρικά περιβάλλοντα. Η
προσπάθειά τους είναι να κατανοήσουν φαινόμενα που σχετίζονται με τη σύσταση
και την εξέλιξη των αστέρων.

Ο υπεύθυνος της ομάδας κ. Σωτήρης Χαρισόπουλος ξεναγεί «ΤΑ ΝΕΑ» στα
μυστικά της πυρηνικής αστροφυσικής και παρουσιάζει τα πειράματα των ερευνητών:
«Το ζητούμενο είναι να βρούμε δεδομένα που είναι απαραίτητα για υπολογισμούς
στα αστροφυσικά μοντέλα. Οι αστροφυσικοί στηρίζονται συχνά στα αποτελέσματα
της δουλειάς μας για να ελέγξουν την ορθότητα των μοντέλων με τα οποία
περιγράφεται η εξέλιξη των αστέρων και η σύνθεση των στοιχείων στο σύμπαν από
τη γέννησή του μέχρι σήμερα».

Πώς, όμως, ένα αστέρι καταλήγει από τα βάθη του σύμπαντος στην… Αγία
Παρασκευή; Ο ερευνητής του Δημόκριτου εξηγεί με απλά λόγια: Τα άστρα
αποτελούνται από ένα θερμό αέριο ιόντων και ηλεκτρονίων. Οι πυρήνες των ιόντων
βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Αν πλησιάσουν πολύ κοντά μεταξύ τους,
δημιουργούνται πυρηνικές αντιδράσεις και παράγουν μεταξύ άλλων και φωτόνια,
δηλαδή ακτινοβολία γ. Η λαμπρότητα ενός αστέρα και η ενέργεια που ακτινοβολεί
οφείλονται στις πυρηνικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του.

«Με τον επιταχυντή TANDEM, που βρίσκεται στον Δημόκριτο από τις αρχές της
δεκαετίας του ’70, είμαστε σε θέση να επιταχύνουμε πρωτόνια, πυρήνες δηλαδή
υδρογόνου. Η δέσμη πρωτονίων οδηγείται στον “στόχο” της, συγκρούεται δηλαδή με
ένα λεπτό φύλλο από κάποιο στοιχείο, όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο κ.λπ., και
έτσι προκαλείται η πυρηνική αντίδραση που μας ενδιαφέρει». Ο στόχος βρίσκεται
στο κέντρο του «Πτολεμαίου». Εκεί κρύβεται το μυστικό των άστρων. Πρόκειται
για ένα ανιχνευτικό σύστημα ακτινοβολίας ακτίνων-γ, που εγκαταστάθηκε στον
Δημόκριτο πριν από 10 χρόνια. Οι ακτίνες-γ, που παράγονται από την αντίδραση,
μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα. «Από την επεξεργασία τους, μαθαίνουμε τη
λεγόμενη “ενεργό διατομή” της πυρηνικής αντίδρασης, ένα φυσικό μέγεθος, όπως
το μήκος, η μάζα, η ενέργεια, που με απλά λόγια εκφράζει την πιθανότητα
πυρηνικής αντίδρασης στο εσωτερικό των άστρων».

Ο επιταχυντής είναι ένας από τους 10 του είδους του που απομένουν σε ολόκληρη
την Ευρώπη. Η χρησιμότητά του είναι μεγάλη γιατί είναι από τους πλέον
κατάλληλους για πειράματα βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας όπου απαιτούνται
χαμηλές ενέργειες. Μία αντίστοιχη καινούργια μηχανή σήμερα κοστίζει ενάμισι
δισ. δρχ. Όταν βρίσκεται σε λειτουργία, κανείς δεν επιτρέπεται να βρίσκεται
στην αίθουσα, καθώς οι ακτινοβολίες φτάνουν σε επίπεδα επικίνδυνα για τον
άνθρωπο.

Η ομάδα του Δημόκριτου συνεργάζεται με μεγάλα πανεπιστήμια και
ερευνητικά ιδρύματα της Ευρώπης, συμμετέχοντας σε κοινά προγράμματα. Εκτός από
την αστροφυσική του διάσταση, ο «Πτολεμαίος» έχει και άλλες εφαρμογές, σε
τομείς όπως η υγεία. Πρόσφατα, χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στον υπολογισμό
της περιεκτικότητας τοξικού βηρυλλίου σε οδοντικά κράματα.

LINK

htp://www.demokritos.gr.