Κωνσταντίνος Τσιλιώνης – Πρόγραμμα NESTOR

Ο Ομηρικός Νέστωρ ήταν μυθικός ήρωας της αρχαίας Ελλάδας και βασιλιάς της Πύλου, μια μικρή πόλη του Νομού Μεσσηνίας, στη Νοτιοδυτική άκρη της Πελοποννήσου.

Ο Ομηρικός Νέστωρ ήταν μυθικός ήρωας της αρχαίας Ελλάδας και βασιλιάς της Πύλου, μια μικρή πόλη του Νομού Μεσσηνίας, στη Νοτιοδυτική άκρη της Πελοποννήσου. Στην εκστρατεία του Τρωικού Πολέμου, ο Βασιλιάς Νέστωρ παρουσιάζεται ως σοφός και συνετός γέροντας, που οι συμβουλές του ακούγονται με σεβασμό από όλους τους Αχαιούς. Στις μέρες μας, το όνομα του Νέστορα ακούγεται πάλι με θαυμασμό στην Πύλο, δεν αναφέρεται ωστόσο στον μυθικό βασιλιά αλλά στο τεράστιο τηλεσκόπιο ανίχνευσης νετρίνων που έχει ποντιστεί σε βάθος 4000 μέτρων κάτω από το επίπεδο της θάλασσας.

Μόλις σε απόσταση 11 ναυτικών μιλίων από τη Μεθώνη εντοπίζεται ένα θαλάσσιο πεδίο έκτασης 65 τετραγωνικών χιλιομέτρων σε βάθος 4.000 μέτρων. Αυτό το υποθαλάσσιο «πηγάδι», το οποίο βρίσκεται τόσο κοντά στη στεριά και παρέχει εύκολη πρόσβαση στους ερευνητές, πέρα από το απίστευτο βάθος του διαθέτει ένα ακόμη πλεονέκτημα για τους φυσικούς: οι τόνοι νερού που βρίσκονται πάνω από τον πάτο του πηγαδιού εμποδίζουν την κοσμική ακτινοβολία να φτάσει σε αυτό. Επιπροσθέτως, η καθαρότητα των νερών της μεσογείου δεν θα μπορούσε να αναδείξει καλύτερο υποψήφιο για παρατήρηση νετρίνων από τον πάτο αυτού του υποθαλάσσιου πηγαδιού στην Πύλο.

Το Πείραμα

Το Πρόγραμμα NESTOR (Neutrino Extended Submarine Telescope with Oceanographic Research) τελεί υπό την επίβλεψη του Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών κ. Λεωνίδα Ρεσβάνη* και περιλαμβάνει ένα τηλεσκόπιο ανίχνευσης νετρίνων υψηλών ενεργειών, διάστασης 1Km3, το οποίο αποτελείται από “ορόφους”. Κάθε όροφος είναι ένας μεταλλικός αστερίας από τιτάνιο (ή αλουμίνιο), με έξι ακτίνες μήκους 17 μέτρων. Μέχρι και 10 τουλάχιστον τέτοιοι 12όροφοι «πύργοι» (οι οποίοι θα απέχουν μεταξύ τους 30μ) αποτελούν ένα πύργο του NESTOR. Το συνολικό του ύψος είναι μεγαλύτερο από τον πύργο του Άιφελ. Το δάπεδο του κάθε ορόφου έχει σχήμα εξαγώνου, με ευαίσθητους φωτοπολλαπλασιαστές στην κάθε του γωνία.

Οι φωτοπολλαπλασιαστές δεν συλλέγουν απευθείας νετρίνα, ανιχνεύουν όμως την ακτινοβολία Cerenkov η οποία παράγεται από τα μιόνια τα οποία δημιουργούνται όταν ένα νετρίνο αντιδρά με ένα άτομο του νερού. Με τον τρόπο αυτό, μπορεί να διαγραφεί όχι μόνο η κατεύθυνση που ακολουθεί το μιόνιο, αλλά να υπολογιστεί και ο δρόμος που ακολουθεί το νετρίνο που έδωσε γένεση στο μιόνιο.

Γιατί στρεψαμε την προσοχή μας στα νετρινα;

Για πάρα πολλά χρόνια, οι επιστήμονες είχαν επικεντρωθεί στην μελέτη του φωτός (φωτόνια) προκειμένου να βρουν απαντήσεις σε μεγάλα ερωτήματα. Σε αυτή την προσπάθεια στάθηκε εμπόδιο η αλληλεπίδραση των φωτονίων με την ύλη (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, φαινόμενο Compton κ.α.) διότι κατά τη διάρκεια αυτών των διεργασιών έχουμε απώλεια ή αλλοίωση της πληροφορίας που «μεταφέρει» το φωτόνιο. Παράλληλα, ο αποπροσανατολισμός των φορτισμένων κοσμικών σωματίων (π.χ. πρωτόνια) από το μαγνητικό πεδίο της γης, έκανε τους επιστήμονες να στρέψουν την προσοχή τους στο σωματίδιο για το οποίο πρώτος μίλησε ο Wolfgang Pauli το 1930.

Το νετρίνο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο το οποίο δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο ενώ η μάζα του είναι πολύ μικρή, με πιθανότητα να είναι ακόμα και μηδενική. Λόγω των παραπάνω ιδιοτήτων του, το νετρίνο καθίσταται πρακτικά «αόρατο». Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν μόνο μέσω της ασθενούς πυρηνικής δύναμης η οποία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην καύση των πυρηνικών ενεργειακών αποθεμάτων στα άστρα. Το γεγονός αυτό είναι το κλειδί για την συγκομιδή στοιχείων για το εσωτερικό αστέρων όπως είναι ο ζωοδότης Ήλιος. Τα νετρίνα είναι από τα πλέον άφθονα σωματίδια στο Σύμπαν. Από τη στιγμή του Big Bang μέχρι και σήμερα, κάθε στιγμή δισεκατομμύρια νετρίνα κυκλοφορούν ασταμάτητα στο σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός, διαπερνώντας την ύλη λόγω της ασθενικής τους μάζας και φέρνοντας πολύτιμες πληροφορίες για τη γέννηση και το μέλλον του σύμπαντος.

Σε αυτό το σημείο πρέπει να τονίσουμε ότι τα τρέχοντα πειράματα, παρόμοιας εμβέλειας σαν αυτή του προγράμματος «ΝΕΣΤΩΡ» είναι μόνο τέσσερα στον κόσμο. Το πείραμα AMANDA στο νότιο πόλο, το πείραμα BAIKAL στη σιβηρική λίμνη Βαϊκάλη, και το πείραμα ANTARES στα ανοιχτά της Μασσαλίας στη Γαλλία.

(*) Ο κ. Λεωνίδας Ρεσβάνης ηγείται της επιστημονικής προσπάθειας και είναι διευθυντής του προγράμματος «ΝΕΣΤΩΡ». Ο κ. Ρεσβάνης έλαβε το Πτυχίο στη Φυσική από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ το 1965. Έχει συνεχίσει τις σπουδές του στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins από όπου έλαβε το Διδακτορικό του Δίπλωμα στη Φυσική Υψηλών Ενεργειών, το 1971. Από το 1971 έως το 1976 εργάσθηκε σαν αναπληρωτής Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας. Το 1976 εξελέγη τακτικός Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Αξιοσημείωτο δε είναι ότι ο κ. Ρεσβάνης πρότεινε στον Αμερικανό νομπελίστα φυσικό Burton Richter την ονομασία «Ψ» για το μεσόνιο που τελικώς ονομάστηκε «J/Ψ».

Κωνσταντίνος Τσιλιώνης Πτυχιούχος Τμήματος Φυσικής Α.Π.Θ

Πηγές – Διαδίκτυο: http://www.nestor.noa.gr/

http://www.focusmag.gr/artides/view-artide.rx?oid=418371

http://www.focusmag.gr/artides/view-artide.rx?oid=61107

http://www.methoni.gr/content/view/87/1/lang,gr/

http://www.physics4u.gr/faq/neutrino.html

http ://www.physics4u. gr/news/2000/scnews89.html

http://www.physics4u.gr/news/2000/scnews55.html

http ://www.physics4u. gr/news/2001/scnews264.html