Σάββας Δημόπουλος: LHC και πολλαπλά σύμπαντα. Savas Dimopoulos: Big Answers From Small Experiments

Σύμφωνα με τον Σάββα Δημόπουλο, αν δεν υπάρξουν καινούργια ευρήματα από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) την επόμενη τριετία, τότε θα ενισχυθεί η πιθανότητα να ισχύει η θεωρία των πολλαπλών συμπάντων και της ανθρωπικής αρχής. Με βάση τη συγκεκριμένη θεωρία, το σύμπαν μας αποτελεί μία από τις δισεκατομμύρια διαφορετικές παραλλαγές από σύμπαντα, ενώ ορισμένα από τα «μυστήριά» του εξηγούνται από το γεγονός ότι οι παράμετροι των νόμων που το διέπουν απλώς έτυχε να είναι συμβατές με τη δημιουργία ζωής – αφού αλλιώς δεν θα υπήρχαμε για να το παρατηρούμε. Installing the ATLAS calorimeter in 'Particle Fever' (Courtesy of CERN).

Περιγράφει τη θεωρητική φυσική ως τον κλάδο που προσπαθεί να απαντήσει στις απορίες που είχαμε όλοι όταν ήμασταν παιδιά, αλλά τις οποίες ξεχάσαμε οι περισσότεροι όταν μεγαλώσαμε – όπως πώς δημιουργήθηκε ο «κόσμος» που μας περιβάλλει, από πού ερχόμαστε και γιατί υπάρχουμε.

What is the origin of mass? Are there other universes with different physical laws? Professor Dimopoulos has been searching for answers to some of the deepest mysteries of nature. Why is gravity so weak? Do elementary particles have substructure? What is the origin of mass? Are there new dimensions? Can we produce black holes in the lab? Elementary particle physics is entering a spectacular new era in which experiments at the Large Hadron Collider at CERN will soon shed light on such questions and lead to a new deeper theory of particle physics, replacing the Standard Model proposed forty years ago. The two leading candidates for new theories are the Supersymmetric Standard Model and theories with Large Extra Dimensions, both proposed by Professor Dimopoulos and collaborators.

Καθηγητής στο φημισμένο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ από το 1980 και διακεκριμένος θεωρητικός φυσικός, ο Σάββας Δημόπουλος έχει διατυπώσει με συναδέλφους του δύο από τις επικρατέστερες θεωρίες, οι οποίες θα μπορούσαν να συμπληρώσουν την εικόνα που έχουν ήδη οι επιστήμονες για τα δομικά στοιχεία και τους νόμους του σύμπαντος, δηλαδή το καθιερωμένο πρότυπο. Γι’ αυτά τα θεωρητικά μοντέλα μάλιστα, το «υπερσυμμετρικό καθιερωμένο πρότυπο» και τις «μεγάλες επιπλέον διαστάσεις», απέσπασε το 2006 το βραβείο Sakurai. Σήμερα, ωστόσο, λέει πως δεν μπορεί να παραβλεφθεί το γεγονός ότι ολοκληρώθηκε η πρώτη φάση λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN, χωρίς να υπάρξει η παραμικρή ένδειξη για κάποια νέα φυσική θεωρία. «Αν και συνεχίζουμε να αισιοδοξούμε πως θα βρεθεί κάτι στη δεύτερη φάση των πειραμάτων, τα οποία θα αρχίσουν σε λίγους μήνες και θα γίνουν σε ακόμη μεγαλύτερες ενέργειες, η αλήθεια είναι πως οι ελπίδες μας έχουν περιορισθεί», αναφέρει.

Σύμφωνα όμως με τον 62χρονο επιστήμονα, ακόμη κι αν διαψευσθούν αυτές οι ελπίδες, για τη φυσική ξεκινάει έτσι κι αλλιώς μια συναρπαστική και επαναστατική εποχή. «Ο λόγος είναι πως, αν δεν υπάρξουν καινούργια ευρήματα από τον LHC την επόμενη τριετία, τότε θα ενισχυθεί η πιθανότητα να ισχύει η θεωρία των πολλαπλών συμπάντων και της ανθρωπικής αρχής», προσθέτει. Με βάση τη συγκεκριμένη θεωρία, το σύμπαν μας αποτελεί μία από τις δισεκατομμύρια διαφορετικές παραλλαγές από σύμπαντα, ενώ ορισμένα από τα «μυστήριά» του εξηγούνται από το γεγονός ότι οι παράμετροι των νόμων που το διέπουν απλώς έτυχε να είναι συμβατές με τη δημιουργία ζωής – αφού αλλιώς δεν θα υπήρχαμε για να το παρατηρούμε.

Professor Savas Dimopoulos helped extend the Standard Model of particle physics by adding a new fundamental principle called supersymmetry that posits every particle has a corresponding superparticle.

Για να το λύσει, ο Έλληνας επιστήμονας ανέπτυξε με τον Howard Georgi το 1981 τη θεωρία του «υπερσυμμετρικού καθιερωμένου προτύπου», η οποία επεκτείνει το καθιερωμένο πρότυπο υποθέτοντας πως για κάθε στοιχειώδες σωμάτιο υπάρχει ένας υπερσυμμετρικός «εταίρος». Δεκαεπτά χρόνια αργότερα, μαζί με τους Nima Arkani-Hamed και Gia Dvali, διατύπωσε την πρόταση των «μεγάλων επιπλέον διαστάσεων». «Ουσιαστικά, πρόκειται για ένα μοντέλο που εξηγεί ότι η βαρύτητα είναι μικρής τάξης μεγέθους, επειδή σε αντίθεση με τις υπόλοιπες δυνάμεις, αυτή διαχέεται σε περισσότερες από τις τρεις διαστάσεις, με συνέπεια να εξασθενεί», όπως περιγράφει ο ίδιος.

Artist concept of the multiverse. Credit: Glenn Loos-Austin

«Αν κάναμε αυτή τη συνέντευξη πριν από μία πενταετία, θα με ακούγατε πιο ενθουσιασμένο», συμπληρώνει, με δεδομένο ότι οι δύο θεωρίες προβλέπουν καινούργια στοιχειώδη σωματίδια που θα μπορούσαν να έχουν εντοπισθεί στην πρώτη φάση λειτουργίας του LHC. Βέβαια, τίποτε δεν προεξοφλεί πως αυτό δεν θα συμβεί όταν ξεκινήσουν ξανά τα πειράματα. «Ωστόσο και στην περίπτωση που τα επόμενα χρόνια δεν υπάρξει κάποιου είδους πειραματική επιβεβαίωση, ο LHC θα έχει γράψει ιστορία για δεύτερη φορά, με την έννοια πως θα κερδίσει έδαφος η θεωρία των παράλληλων συμπάντων», προσθέτει.

«Τότε, θα αρχίσουμε να αμφισβητούμε το γεγονός πως πίσω από όλους τους “γρίφους” της φύσης υπάρχει ένας κρυμμένος αιτιακός μηχανισμός – εν ολίγοις τον τρόπο σκέψης που χρησιμοποιεί ο άνθρωπος για να κατανοήσει τα φυσικά φαινόμενα, όχι μόνο από τη “γέννηση” της σύγχρονης επιστήμης τον 17ο αιώνα, αλλά από την εποχή των αρχαίων Ελλήνων μαθηματικών και αστρονόμων. Αντίθετα, θα αρχίσουμε να μην αποκλείουμε την περίπτωση ορισμένα “μυστήρια” να εξηγούνται από το ότι οφείλονται απλώς σε συμπτώσεις».

Αναζητώντας την αλήθεια

Savas Dimopoulos, Howard Georgi & Lenny Susskind. Professor Dimopoulos is collaborating on a number of experiments that use the dramatic advances in atom interferometry to do fundamental physics. These include testing Einstein’s theory of general relativity to fifteen decimal precision, atom neutrality to thirty decimals, and looking for modifications of quantum mechanics. He is also designing an atom-interferometric gravity-wave detector that will allow us to look at the universe with gravity waves instead of light, marking the dawn of gravity wave astronomy and cosmology.

Γεννημένος στην Κωνσταντινούπολη το 1952, ο Σάββας Δημόπουλος πολύ γρήγορα μετακόμισε με την οικογένειά του στην Αθήνα, καθώς μέσα στη δεκαετία του ’50 η ελληνική ομογένεια βρέθηκε στο στόχαστρο του τουρκικού καθεστώτος. «Ακούγοντας από παιδί τις γνώμες πολιτικών που αν και ήταν εντελώς αντίθετες μου φαίνονταν εξίσου λογικές, άρχισε να με ενδιαφέρει η έννοια της αντικειμενικής αλήθειας. Έτσι, από 13 χρόνων αποφάσισα να σπουδάσω φυσική, η οποία συνδυάζει την καθολική βεβαιότητα των μαθηματικών με το πείραμα, δηλαδή την επαλήθευση μιας υπόθεσης από την ίδια τη φύση», λέει ο ίδιος. Αυτή η αναζήτηση της αλήθειας τον έκανε να σπουδάσει φυσική στις ΗΠΑ και να ακολουθήσει μια επιστημονική καριέρα που, σε ηλικία μόλις 28 ετών, τον οδήγησε στη θέση του καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, όπου διδάσκει από τότε και κάνει τις έρευνές του.

Βρέθηκε στην Ελλάδα πριν από μερικές ημέρες, για να πάρει μέρος σε μία ημερίδα προς τιμήν του Μανώλη Φλωράτου, ειδικού στη φυσική υψηλών ενεργειών και καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Αθηνών, από το οποίο συνταξιοδοτήθηκε πρόσφατα – «είναι από τους λίγους επιστήμονες που ξέρω με τόσο βαθιά γνώση σε τόσο πολλούς τομείς», σχολιάζει ο κ. Δημόπουλος. Εξάλλου, σύμφωνα με τον καθηγητή του Στάνφορντ, είτε εργάζονται στην Ελλάδα είτε στο εξωτερικό, όλα αυτά τα χρόνια οι Ελληνες επιστήμονες έχουν συνεισφέρει στη θεωρητική φυσική πολύ περισσότερο απ’ ό,τι θα περίμενε κανείς από μια τόσο μικρή χώρα. [Η ομιλία του Σάββα Δημόπουλου στην ημερίδα είχε τίτλο: "Big Answers From Small Experiments"]

Για τον ίδιο, η δουλειά του θεωρητικού φυσικού προϋποθέτει φαντασία, η οποία είναι απαραίτητη για να διατυπώνει συνεχώς νέες υποθέσεις, τις οποίες θα δοκιμάσει στη συνέχεια για τη μαθηματική τους συνέπεια. «Νομίζω πως αυτό που ξεχωρίζει έναν καλό επιστήμονα είναι η ικανότητα που έχει να “θυσιάζει” όσες ιδέες διαισθάνεται πως οδηγούν σε αδιέξοδο ή σε κάποιο τετριμμένο αποτέλεσμα. Εξάλλου, στην καλύτερη περίπτωση, μόλις το 1% από αυτές θα “επιζήσουν” στην πορεία», καταλήγει.

Πηγή: www.kathimerini.gr