Η Ελλάδα και η σωματιδιακή φυσική

Η περιέργειά μας για τον κόσμο που μας περιβάλλει και η εξερεύνηση του άγνωστου είναι οι βασικοί μοχλοί της θεμελιώδους επιστήμης. Στόχος της φυσικής υψηλών ενεργειών είναι να εξετάσει τα φυσικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στις μικρότερες κλίμακες της φύσης και τους θεμελιώδεις νόμους που οδήγησαν στην εξέλιξη του σύμπαντος. Το πιο πρόσφατο βήμα έγινε με τη λειτουργία του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων LHC στο CERN – μια από τις πιο πολύπλοκες πειραματικές διατάξεις που κατασκεύασε η ανθρωπότητα. Το ερευνητικό του πρόγραμμα θα συνεχιστεί για δυο ακόμη δεκαετίες με τη μελλοντική αναβάθμιση στον Υψηλής Φωτεινότητας LHC (HL-LHC).

Ο LHC μας επέτρεψε να ανιχνεύσουμε το 2012 το μποζόνιο Χιγκς, συμπληρώνοντας σε μεγάλο βαθμό το Καθιερωμένο Μοντέλο και προσθέτοντας ένα κομμάτι στο παζλ της σωματιδιακής φυσικής. Το σωματίδιο Χιγκς μας δίνει απαντήσεις για τη μάζα των βασικών σωματιδίων της ύλης αλλά η φυσική δεν τελειώνει εκεί. Σήμερα βλέπουμε πειραματικά ένα μικρό κομμάτι που αντιστοιχεί στο 5% του σύμπαντος με το υπόλοιπο 95% να αντιστοιχεί στη λεγόμενη σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια. Προκειμένου να το εξερευνήσουμε χρειαζόμαστε μια νέα γενιά επιταχυντών για μετά το HL-LHC παράλληλα με την πρόοδο σε άλλα επιστημονικά πεδία.

Είναι σημαντικό να θυμηθούμε πως η Ελλάδα είναι ένα από τα 12 ιδρυτικά κράτη μέλη του CERN με σημαντική συνεισφορά των ελλήνων ερευνητών τόσο στην πειραματική όσο και τη θεωρητική σωματιδιακή φυσική. Σήμερα, σημαντικός αριθμός πανεπιστημίων και ερευνητικών κέντρων από την Ελλάδα συμμετέχουν σε προγράμματα φυσικής στο CERN αλλά και στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών. Επιπλέον μεγάλος αριθμός ελλήνων φυσικών και μηχανικών εργάζονται στην τεχνολογία της επόμενης γενιάς επιταχυντών.

Πέρα από τη βασική έρευνα, το CERN παρέχει και ένα εξαιρετικό περιβάλλον για την εκπαίδευση νέων φοιτητών. Χιλιάδες προπτυχιακοί και μεταπτυχιακοί φοιτητές, διδάκτορες και ερευνητές πραγματοποιούν την έρευνά τους στο CERN. Είναι οι αυριανοί πρωτοπόροι της επιστήμης και της τεχνολογικής καινοτομίας. Ευχή και στόχος είναι πως θα διαμορφωθεί ένα περιβάλλον που θα τους επιτρέψει να επιστρέψουν στη χώρα είτε για να συνεχίζουν τη βασική έρευνα είτε μεταπηδώντας στη βιομηχανία.

Σε αυτή την κατεύθυνση συμβάλλει και το CERN μέσα από την ίδρυση επιχειρηματικών θερμοκοιτίδων – Business Incubation Centers (ΒΙC) – στα κράτη μέλη. Ηδη πολλές από τις τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν για τη φυσική υψηλών ενεργειών βρίσκουν πολλαπλά κανάλια εφαρμογών κυρίως στην ιατρική επιστήμη και στις σύγχρονες θεραπείες του καρκίνου. Στην Ελλάδα, το πρώτο BIC στεγάστηκε στην Τεχνόπολη της Θεσσαλονίκης και πλέον λειτουργεί στο Επιστημονικό Πάρκο Πατρών. Ευχή μου για τη νέα δεκαετία είναι να δημιουργηθούν οι συνθήκες που θα επιτρέψουν σε νέες επιχειρήσεις να εξελίξουν τις τεχνολογίες του CERN δημιουργώντας νέα προϊόντα και υπηρεσίες.

Στη χρονιά που μας έρχεται αναμένουμε και την επικαιροποίηση της ευρωπαϊκής στρατηγικής για τη σωματιδιακή φυσική με τη συμμετοχή εκατοντάδων επιστημόνων και εργαστηρίων. Στόχος είναι να εξεταστεί ποιος είναι ο επιταχυντής που προσφέρει τις περισσότερες δυνατότητες για να συνεχίσουμε την εξερεύνηση στη θεμελιώδη φυσική μετά το πέρας της λειτουργίας του HL-LHC. Δύο προτάσεις αφορούν την κατασκευή ενός νέου γραμμικού (CLIC) ή κυκλικού (FCC) επιταχυντή στο CERN ενώ παρόμοια πλάνα εξετάζουν η Κίνα (με τον κυκλικό CEPC) και η Ιαπωνία (με το γραμμικό ILC). Είναι κρίσιμο για την Ευρώπη να πάρει τις αποφάσεις που θα της επιτρέψουν να συνεχίσει να παίζει σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της φυσικής υψηλών ενεργειών. Παράλληλα, στη νέα δεκαετία προσβλέπω σε μεγαλύτερες συνέργειες με την αστροσωματιδιακή φυσική και πιθανότατα στο μέλλον και με τα βαρυτικά κύματα.

Καθώς τα επιστημονικά μας εργαλεία γίνονται μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα, απαιτούν παγκόσμια συνεργασία για την ανάπτυξη κρίσιμων τεχνολογιών και για την υλοποίηση των νέων ερευνητικών υποδομών στην σωματιδιακή φυσική. Η Ελλάδα έχει την ευκαιρία να συμμετάσχει στα επόμενα συναρπαστικά βήματα αυτής της επιστήμης και τεχνολογίας στην νέα δεκαετία που έρχεται.

O Εμμανουήλ Τσεσμελής είναι ανώτερος φυσικός, αναπληρωτής επικεφαλής Διεθνών Σχέσεων της Μονάδας του CERN και επισκέπτης καθηγητής Σωματιδίων και Επιταχυντικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.