(από το xkcd.com)

Μια μικρή επισήμανση μόνο, σχετικά με την νέα ημερομηνία παράδοσης της δέσμης πρωτονίων στο LHC. Στο συνέδριο στο Moriond ο Lyn Evans (report από το Resonaances.com) προσδιόρισε την πιθανή ημερομηνία παράδοσης (πιθανώς με χαμηλότερη της μέγιστης ενέργεια – η μέγιστη ενέργεια είναι 7TeV ανά δέσμη, δηλαδή 14TeV στο σύστημα κέντρου μάζας των πρωτονίων ενώ οι φήμες τώρα μιλούν για 5-6 ΤeV αρχικά) στα μέσα Ιουνίου, που σημαίνει οτι οι πρώτες συγκρούσεις θα πρέπει να αρχίσουν τέλη Αυγούστου. Αν όλα πάνε καλά με τις δοκιμές ψύξης-απόψυξης των υπεραγωγών στους διάφορους τομείς του επιταχυντή.

Διαβάζω στο Not Even Wrong (και στους NYT) για τη δωρεά του δισεκατομυριούχου Jim Simons (o Renaissance Technologies για όσους σχολούνται με τα hedge funds) ύψους 60 εκ. δολλαρίων με σκοπό την εκ του μηδενός ίδρυση ενός (ακόμα) ινστιτούτου για τη γεωμετρία και τη φυσική στο Stony Brook. Το καινούριο ινστιτούτο γύρω από τόσο “άχρηστα” αντικείμενα όπως η γεωμετρία και η αμιγώς θεωρητική φυσική θα είναι από τα πιο εύρωστα στις ΗΠΑ, από ότι φαίνεται.

Και σκέφτομαι οτι τέτοιου είδους δωρεές φυσικά και θα ήταν ευπρόσδεκτες (θεωρητικά) και στα δικά μας εκπαιδευτικά ιδρύματα. Η μικρή λεπτομέρια είναι οτι ο Simons ξεκίνησε την καριέρα του ως (πολύ) διαπρεπής μαθηματικός/θεωρητικός φυσικός (βλέπε Chern-Simons μοντέλα) και μετά την έκανε για το χρηματιστήριο όπου και έγινε ζάμπλουτος (προσλαμβάνοντας ως επί το πλείστον ανθρώπους με διδακτορικό στη φυσική, τα μαθηματικά και την επιστήμη υπολογιστών, btw, να του κάνουν τις προβλέψεις για τα derivatives που χρειάζεται*).

Ενώ οι δικοί μας αντίστοιχοι επιχειρηματίες είναι στην καλύτερη περίπτωση λαμόγια και στη χειρότερη υπερλαθρέμποροι. Οι δικές τους δωρεές είναι πολύ πιο πιθανόν να γίνουν προσβλέποντας σε συγκεκριμένα ανταλλάγματα, ή απαιτώντας να κατευθύνουν την έρευνα στους τομείς που χρειάζεται η επιχείρησή τους – μετακυλίοντας δηλαδή την οργάνωση και μέρος του κόστους για το r&d τους (λέμε τώρα) στα πανεπιστήμια.

Δε λέω πως αυτό το τελευταίο είναι απαραίτητα κακό. Αναρωτιέμαι όμως αν θα βρεθεί κανείς να δώσει 60 εκ. ευρώ (ή έστω δραχμές) για ένα ινστιτούτο γεωμετρίας στην Αθήνα.

*: και οι δόκτορες στις παραπάνω επιστήμες ας ρίξουν μια ματιά στα job opennings στην rentec, θα μείνουν με το στόμα ανοιχτό!

Η διαδικασία αναζήτησης του εκλεκτού που θα καλύψει την χηρεύουσα θέση στο τμήμα θεωρίας εδώ στη Χαβάη μας φέρνει μερικούς εκλεκτούς ομιλητές για τα συνήθως βαρετά σεμινάρια της Πέμπτης. Σήμερα είχαμε τον Alex Friedland, από το Los Alamos, που δουλεύει στο interdisciplinary χώρο ανάμεσα στη θεωρητική φυσική υψηλών ενεργειών και στην αστροφυσική. Η ομιλία, για την οποία θα γράψω αν προλάβω μόλις βρώ το pdf αρχείο της παρουσίασης, είχε ως θέμα το πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε παρατηρήσεις της αστροφυσικής για να εξάγουμε συμπεράσματα για την ύπαρξη ή όχι εξωτικών σωματιδίων ή καταστάσεων που προβλέπονται από διάφορα θεωρητικά μοντέλα. Ανάμεσα στα άλλα που ειπώθηκαν το μάτι μου πήρε και αυτή την ωραία σχηματική παρουσίαση της εξέλιξης των άστρων ανάλογα με τη μάζα τους. Την εντόπισα στο site του Chandra στο Harvard και το παραθέτω.

Παρεκλίνουμε από την παραδοσιακή θεματολογία αυτού του ιστολογίου και μπαίνουμε για λίγο στα χωράφια του spaceballz μόνο και μόνο για να σας δείξουμε ένα πολύ περιεκτικό σκονάκι γύρω από τους τρόπους με τους οποίους οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν εξωπλανήτες. Εξωπλανήτες ονομάζονται οι πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Όπως αντιλαμβάνεστε πρόκειται για πολύ σέξυ αντικείμενο: Είμαστε μόνοι στο σύμπαν; Υπάρχουν εξωγήινοι πολιτισμοί; Υπάρχουν κατοικίσιμοι πλανήτες; Υπάρχουν πλανήτες όπου οποιαδήποτε μορφή ζωής βασισμένη στο νερό έχει δυνατότητα ύπαρξης;

Ισως δεν είναι προφανές σε όσους δεν έχουν άμεση επαφή με την αστρονομία, αλλά οτιδήποτε σε μέγεθος πλανήτη βρίσκεται σε άλλο ηλιακό σύστημα από το δικό μας και δεν ακτινοβολεί (δηλαδή δεν είναι άστρο) είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθεί “απευθείας”. Μπορεί όμως κανείς, με την βοήθεια των σούπερ γουάου τηλεσκοπίων τελευταίας κυκλοφορίας να τους παρατηρήσει έμμεσα, με τρείς διαφορετικές μεθόδους. Αυτές οι μέθοδοι και ακόμα περισσότερα περιγράφονται περιληπτικά στο εν λόγω “σκονάκι” από το SEED magazine.

Για όσους βιαστικούς δεν θέλουν να διαβάζουν σκονάκια, οι τρείς τρόποι είναι

• μέτρηση της μεταβολής του χρώματος του άστρου γύρω από το οποίο περιφέρεται ο πλανήτης. Η περιφορά του πλανήτη προκαλεί μια μικρή μετατόπιση στη θέση του άστρου ως προς εμάς. Όταν αυτή η μετακίνηση γίνεται προς την κατεύθυνσή μας το φώς του άστρου γίνεται (ελαφρώς) πιο μπλέ ενώ όταν η γίνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση το φώς γίνεται πιο κόκκινο (αυτό το γνωστό φαινόμενο – που έχει την ίδια εξήγηση με τον ήχο του ασθενοφόρου που αλλάζει συχνότητα όταν μας προσπερνάει – λέγεται φαινόμενο Doppler ).
• μέτρηση της μεταβολής της έντασης του φωτός που εκπέμπει το άστρο καθώς ο πλανήτης περνά από μπροστά του (και επισκιάζει ένα μικρό τμήμα του). Αυτή η μέτρηση δίνει πληροφορίες για την διάμετρο του πλανήτη (αφού η σκιά έχει εξαρτάται από τη διάμετρο).
• gravitational microlensing: όταν ένα λαμπρό άστρο περνάει πίσω από το άστρο του εξωπλανήτη, το φώς του λαμπρού άστρου καμπυλώνεται εξαιτίας του βαρυτικού πεδίου του άστρου του εξωπλανήτη (διότι το φώς ακολουθεί τον συντομότερο δρόμο από το ένα σημείο στο άλλο, αλλά ας μην μπούμε σε λεπτομέριες). Έτσι σχηματίζεται ένας δίσκος από “είδωλα” του λαμπρού άστρου. Αν υπάρχει εξωπλανήτης αυτά τα είδωλα είναι στρεβλωμένα εξαιτίας του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη. Μιλάμε για πολύ σέξυ αστρονομία!!

Αντέστε* να το δείτε πάντως, αξίζει τον κόπο.

*πληθυντικός του “άντε”.

Χίλιοι τόνοι υγρού σπινθηριστή σε σφαιρικό σχήμα, περιβαλλόμενοι από 1879 φωτοπολλαπλασιαστές διαμέτρου 50 εκ. ο ένας, 2700 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γής χρειάζεται για να δεί κανείς τόσο όμορφα την περιβόητη ταλάντωση των (αντι-)νετρίνων στο KamLAND της Ιαπωνίας. Το KamLAND περιβάλλεται από 55 πυρηνικά εργοστάσια στην Ιαπωνία τα οποία εκπέμπουν, όταν λειτουργούν, άφθονα αντι-νετρίνα μέσω της β-διάσπασης. Όσα από αυτά φτάνουν στον υγρό σπινθηριστή του KamLAND έχουν μια μικρή αλλά όχι αμεληταία πιθανότητα να αντιδράσουν μέσω της αντίστροφης β-διάσπασης, παράγοντας ένα ποζιτρόνιο και ένα νετρόνιο. Ο σπινθήρας που προκαλεί το ποζιτρόνιο αλληλεπιδρώντας με το υλικό καταγράφεται από τους φωτοπολλαπλασιαστές σαν σήμα και είναι μέτρο της ενέργειας του αντι-νετρίνου. Όταν αφαιρέσει κανείς το θόρυβο από τα νετρίνα γεωλογικής προέλευσης (και μετά από πολλή δουλειά) παίρνει το καταπληκτικό αυτό γράφημα, όπου φαίνονται θεαματικά δύο πλήρεις ταλαντώσεις. Περισσότερες λεπτομέριες στη χθεσινή δημοσίευση του KamLAND.

Διαβάζοντας (μέσω του buzz) το άρθρο αυτό του Αρανίτση έπεσα πάνω στη φράση

η ίδια η καλπάζουσα τεχνολογία πίεζε αφόρητα προς την κατεύθυνση μιας έκρηξης που θα άνοιγε τις πύλες της Κόλασης

και σκέφτηκα πόσο εντελώς λάθος βλέπουν τα πράγματα, μερικές φορές, μέσα στην τύφλα τους οι κύρηκες του ερμητισμού στην Ελλάδα αλλά και αλλού. Διότι έτυχε ας πούμε να συζητάω πρόσφατα με τους πειραματικούς εδώ στη Χαβάη αλλά και τους επισκέπτες ερευνητές που ασχολούνται με την παρατηρησιακή αστροφυσική νετρίνων. Θέλουν λοιπόν όλοι αυτοί να φτιάξουν έναν μεγαλύτερο και καλύτερο ανιχνευτή από αυτούς που υπάρχουν σήμερα σε Ιαπωνία, Αμερική και Ευρώπη, όχι γιατί έτσι τους καύλωσε, αλλά γιατί έτσι θα μάθουμε επι τέλους κάποιες βασικές λεπτομέριες σχετικά με το πώς αλληλεπιδρούν τελικά τα νετρίνα (και ίσως και άλλες “λεπτομέριες” σχετικά με την CP παραβίαση – αλλά αυτά δεν είναι του παρόντος).

Δεδομένης όμως της ξαφνικής (και δυσεξήγητης) κατρακύλας των επιδοτήσεων για έρευνα που διέταξε η παρούσα κυβέρνηση για φέτος (αποτέλεσμα της οποίας η μείωση κατά 10% των μισθών όσων π.χ. δουλεύουν στο Fermilab, τον μεγαλύτερο επιταχυντή στον κόσμο αυτή τη στιγμή ) το να βγείς παγανιά για χρηματοδότηση ενός πειράματος τα αποτελέσματα του οποίου έχουν μόνο θεωρητική αξία (!!) έφτασε να καλείται δονκιχωτισμός.

Τί κάνει λοιπόν η αντίστοιχη νετρινο-κοινότητα; Μόνο ένας αμερικάνικος οργανισμός είναι σίγουρο οτι θα συνεχίσει να έχει πόρους στο άμεσο αλλά και το ευρύ μέλλον: ο αμερικανικός στρατός. Επιπλέον οι ανιχνευτές νετρίνων θα μπορούσαν να είναι πολύ χρήσιμοι ως ανιχνευτές πυρηνικής δραστηριότητας – είναι γνωστό οτι μπορείς να δείς ακριβώς πού βρίσκονται και πότε λειτουργούν τα πυρηνικά εργοστάσια της Ιαπωνίας από τα δεδομένα του Kamiokande. Κάθε πυρηνική διάσπαση εκλύει νετρίνα, τα οποία ακολούθως εγκαταλείπουν τον αντιδραστήρα ανενόχλητα και ταξιδεύουν ευθύγραμμα, δείχνοντας, έτσι, προς τα πίσω στην πηγή τους. Αδύνατον να τα σταματήσεις, αδύνατον να τα στρίψεις, τα νετρίνα αποτελούν τον ασφαλέστερο τρόπο καταγραφής και παρακολούθησης κάθε πυρηνικής δραστηριότητας στον πλανήτη (αυτής με γεολωγική προέλευση συμπεριλαμβανομένης).

Ο στρατός μέχρι τώρα δε θέλει να χρηματοδοτήσει αυτόνομα ένα πρότζεκτ με κινητό ανιχνευτή νετρίνων (όπως αυτός με το όνομα Χάνο-Χάνο που έχει προταθεί να κατασκευαστεί λίγο έξω από τις ακτές της Χαβάης), θέλει όμως να συνεισφέρει στα έξοδα. Και θέλει και τα δεδομένα αργότερα.

Συμπερασματικά, οι άνθρωποι που ασχολούνται με τη φυσική των νετρίνων παρότι θα προτιμούσαν να μην μπλέκονται οι στρατόκαυλοι στα πόδια τους (γιατί αυτό συνήθως συνεπάγεται την απαγόρευση δημοσίευσης τουλάχιστον τμήματος των αποτελεσμάτων και των δεδομένων), είναι τελικά αναγκασμένοι όχι μόνο να κυνηγήσουν την συμμετοχή του υπουργείου εθνικής ασφάλειας αλλά και να προσαρμόσουν το επιστημονικό πρόγραμμα ωστε να χωρέσει η παρακολούθηση πυρηνικής δραστηριότητας στα πλάνα τους.

Η καλπάζουσα τεχνολογία λοιπόν πιέζεται από τις έμεσες αλλά καθοριστικές ντιρεκτίβες της πολιτικής ηγεσίας, αντί να πιέζει η ίδια. Το ίδιο εξάλλου συνέβη τα τελευταία εκατό χρόνια, όταν το πυρηνικό πρόγραμμα των ΗΠΑ έσπρωχνε ολόκληρο τον κλάδο της σωματιδιακής φυσικής μπροστά, και όταν Νομπελίστες ερευνητές συναγωνίζονταν εύλογα για το ποιός θα μπεί πρώτος κάτω από την οικονομική ομπρέλα των ενόπλων δυνάμεων.

Ένας από τους σημαντικότερους θεωρητικούς φυσικούς του αιώνα μας άφησε προχτές, μετά από πολύχρονη συμβίωση με την νόσο του Πάρκινσον. Ο Coleman σημάδεψε τη θεωρητική φυσική τόσο μέσα από την έρευνά του όσο και μέσα από τη παρουσίαση των ιδεών του, χαρακτηριστικό παράδειγμα της οποίας είναι οι περίφημες διαλέξεις του στο Χάρβαρντ στο μάθημα της θεωρίας πεδίου αλλά και οι ευρύτερα γνωστές διαλέξεις από το θερινό σχολείο στο Erice, που κυκλοφόρησαν με τίτλο Aspects of Symmetry. Διαβάστε το σύντομο σημείωμα του Nima Arkani-Hamed για τον συνάδελφο στο Harvard αλλά και δάσκαλο Coleman.

If I have seen further than others, it is because I was standing in between the shoulders of dwarves.

Sidney Coleman, 1937-2007

Οργιαστικές και ανεπιβεβαίωτες φήμες μιλούν για σοβαρά τεχνικά προβλήματα στο σύστημα ψύξης του LHC που μπορεί να καθυστερήσουν την πολυαναμενόμενη έναρξη λειτουργίας του για ακόμα ένα χρόνο (από τον Μάιο 2008 που έχει αναγγελθεί). Παρακολουθούσα τη σχετική συζητηση στο Not Even Wrong μέχρι τώρα, αλλά σήμερα άρχισαν να κυκλοφορούν κι εδώ emails που μιλάνε για ατύχημα/έκρηξη στο σύστημα ψύξης.

Αν οι φήμες αληθεύουν και όντως ανακοινωθούν νέες καθυστερήσεις το πρότζεκτ θα αρχίσει να υφίσταται ολοένα και αυξανόμενη πίεση, διότι, ως γνωστόν, τα λεφτά που παίζονται είναι πολλά. Από την άλλη οι απανταχού θεωρητικοί, φαινομενολόγοι και μόντελ χτίστες (sic) ακόμα περιμένουν τα ρημάδια τα καινούρια δεδομένα που μας υποσχέθηκαν οι πειραματικοί για το 2007, και, μάλλον, θα πρέπει να συνεχίσουν να περιμένουν.

Ο Julius Wess, που μαζί με τον Bruno Zumino εισήγαγαν την υπερσυμμετρία στη σύγχρονη θεωρητική φυσική, πέθανε ξαφνικά την προηγούμενη εβδομάδα. Ειρωνικό χρονοδιάγραμμα θανάτου, μόλις ένα χρόνο πριν “ανάψει” το LHC, ο επιταχυντής που θα επικυρώσει ή θα διαψεύσει το έργο ζωής του Wess. Δείτε, για το έργο του τη σχετική νεκρολογία από το πανεπιστήμιο της Καρλσρούης.