Γιγαντιαία συνεργασία δεν μπορεί ακόμη να αλλάξει το καθιερωμένο μοντέλο των Φυσικών.

Από σελίδα του ScienceDaily 27-Φεβρουαρίου-2001

Ερώτηση: Πόσοι φυσικοί χρειάζονται για να υπολογίσουν έναν αριθμό;

Απάντηση: Περίπου 550.

Αυτό μπορεί να φαίνεται υπερβολικό, αλλά ο αριθμός αυτός μπορεί να βοηθήσει για να απαντηθεί μια σημαντική ερώτηση: Γιατί η ύλη υπερισχύει έναντι της αντιϋλης στον ορατό κόσμο μας;

Οι επιστήμονες που ασχολούνται, στη μεγαλύτερη παγκόσμια συνεργασία που έχει γίνει ποτέ, πάνω σε ένα πείραμα της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων, αναμένουν να δουλέψουν πολύ σκληρά ακόμη προτού ικανοποιηθούν με τον υπολογισμό.

O Pat Burchat, ένας καθηγητής φυσικής του Stanford και συντονιστής ανάλυσης πέρυσι για αυτό το τεράστιο πείραμα, περιέγραψε την έρευνα στις 16 Φεβρουαρίου στην ετήσια συνεδρίαση της Αμερικανικής Ενωσης για την Πρόοδο της Επιστήμης στο Σαν Φρανσίσκο. Χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή BaBar του Γραμμικού Κέντρου Επιταχυντών του Στάνφορντ (SLAC), που μπορεί να παρακολουθήσει τα υποατομικά σωματίδια που αποκαλούνται Β-μεσόνια, οι ερευνητές μετρούν μια απλή ποσότητα που αποκαλείται sin2b. Αυτή αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ του πώς η ύλη και η αντιύλη αποσυντίθεται.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης διαμορφώθηκαν στο Big Bang που δημιούργησε το Σύμπαν. Αυτά τα αντίθετα σωματίδια πρέπει να εκμηδενίσουν εντελώς το ένα το άλλο. Αλλά ένα-δισεκατομμυριοστό της ύλης παραμένει, είπε ο Stewart Smith, ένας εκπρόσωπος του προγράμματος BaBar. Είναι σαν δύο στρατοί που άρχισαν με δισεκατομμύριο στρατιώτες ο κάθε ένας, και στο τέλος του πολέμου μόνο ένας στρατιώτης που έμεινε - αυτός ήταν να αποτέλεσε την ύλη, είπε ο Smith κατά τη διάρκεια μιας συνέντευξης για τις δυνατότητες του πειράματος: "Προσπαθούμε να καταλάβουμε το γιατί." Και για να το κάνουν αυτό, απαιτούνται πολλοί άνθρωποι.

Από την έναρξη, όλοι οι περίπου 550 ερευνητές που συμμετέχουν στο πείραμα, έπρεπε να συμβάλουν σε κάποια πτυχή του προγράμματος. Αυτοί προήλθαν από 72 ιδρύματα εννέα χωρών - των Ηνωμένων Πολιτειών, την Ιταλία, τη Γαλλία, τη Γερμανία, τον Καναδάς, την Μεγάλη Βρετανία, την Ρωσία, την Κίνα και τη Νορβηγία. Και έπρεπε να σχεδιάσουν, να χτίσουν και να διατηρήσουν το συγκρότημα ανιχνευτών και ηλεκτρονικών υπολογιστών, να ξοδέψουν πολύ χρόνο μπροστά από έναν τοίχο με οθόνες υπολογιστών.

Χρειάζονται περίπου 150 άνθρωποι να εργάζονται αποκλειστικά για να τρέξει αυτό το πείραμα και να επεξεργαστούν τα στοιχεία, αλλά οι 550 επιστήμονες κατανέμουν την δουλειά αυτή μεταξύ τους. Και εκεί είναι το αστείο μέρος: η ανάλυση των στοιχείων.
Περίπου 15 διαφορετικές ομάδες δουλεύουν για τις διαφορετικές πτυχές της φυσικής.  Και περίπου 100 άνθρωποι αναλύουν τα στοιχεία για να τα μαγειρέψουν στον ενιαίο αριθμό - sin2b - από τον οποίο εξαρτάται η ερώτηση για τη σχέση ύλης/αντιϋλης.

Τα πράγματα ήταν αρκετά ταραχώδη τον περασμένο μήνα, δεδομένου ότι οι επιστήμονες απασχολήθηκαν  πολλές ώρες προσπαθώντας να τηρήσουν μια αυτοεπιβαλλόμενη προθεσμία για την αποκάλυψη του νέου αποτελέσματος του απέραντου πειράματός τους.

Και ενώ η έρευνα διεξάγεται, ο τελικός αριθμός "τυφλώνεται" - αλλαγμένος από μια άγνωστη ποσότητα, οι ερευνητές όμως δεν ρυθμίζουν την ανάλυση για να επιτύχουν έτσι έναν επιθυμητό στόχο. Ο Smith το κάλεσε αυτό "ανάλυση τυφλή-αλλά-όχι-άλαλη": Αν και ο πραγματικός αριθμός είναι άγνωστος, οι επιστήμονες βλέπουν έναν κάλπικο αριθμό.

Και πότε-πότε, λύνουν τα εμπόδια που τους τυφλώνουν. Έκαναν έτσι για δεύτερη φορά στις 29 του Ιανουαρίου. Την πρώτη φορά, τον Αύγουστο του 2000, η κριτική επιτροπή ήταν ακόμα έξω για να εξετάσει εάν τα πειραματικά αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την τρέχουσα κατανόηση των φυσικών των θεμελιωδών σωματιδίων και στον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν (συνήθως αναφέρεται ως τυποποιημένο πρότυπο). Ο ίδιος αριθμός ήταν διφορούμενος. Περισσότερα στοιχεία απαιτήθηκαν προκειμένου να μειωθεί ο βαθμός λάθους.

Έτσι οι εντάσεις ήταν υψηλές όταν αποκάλυψαν ταυτόχρονα τρεις χωριστοί υπολογιστές το αριθμητικό αποτέλεσμα στις 5 μ.μ. 29 του Ιανουαρίου 2001 στο γραφείο του φυσικού Riccardo Faccini, στο Γραμμικό Κέντρο Επιταχυντών του Στάνφορντ. Περισσότεροι από 25 φυσικοί γέμισαν στο δωμάτιο. Ο Faccini, ο τρέχων συντονιστής ανάλυσης του sin2b, κρυφοκοίταξε πέρα από τον ώμο ενός άλλου επιστήμονα για να προσέξει την οθόνη κατά τη διάρκεια του χρόνου που πήρε στον υπολογιστή για να τελειώσει τον υπολογισμό.

"Εξέταζα τη λανθασμένη στήλη και είχα σχεδόν ένα έντονο καρδιακό κτύπο επειδή ο αριθμός ήταν απολύτως αδύνατος," είπε ο Faccini. Αλλά αρκετά σύντομα υπολόγισε πού να κοιτάξει. Και τότε ήταν ο κατάλληλος χρόνος για να διαδοθούν οι ειδήσεις - πρώτα στους στενούς συνεργάτες, και έπειτα σε όλους τους ερευνητές που σχετίζονται με αυτό. Ο Burchat περιέγραψε τον αριθμό ως "όχι τον πλέον διεγερτικό από τις πιθανές τιμές."
Ο Smith είπε ότι ο αριθμός είναι στο μέσον της απόστασης μεταξύ του μηδενός και του αριθμού που   προβλέπεται από το Τυποποιημένο Πρότυπο: "Μέσα στα λάθη που έχουμε κάνει, είναι συνεπής με κάθε εξήγηση. Είναι ο αριθμός από την κόλαση." Έτσι προτού να σπάσει το BaBar τους τοίχους του Τυποποιημένου Προτύπου, οι επιστήμονες θα πρέπει ακόμη να συλλέξουν και να αναλύσουν πολύ περισσότερα στοιχεία.

Στα επόμενα έτη, ο τρέχων μικρός αριθμός των δεδομένων θα γίνει μια πλημμύρα. Ο επιταχυντής παράγει τα μεσόνια-Β με ένα ρυθμό γρηγορότερα από τα αρχικά 30 εκατομμύρια το χρόνο, για τα οποία σχεδιάστηκε. Μέχρι τον Σεπτέμβριο του 2001, θα παράγει με ένα ρυθμό 50 εκατομμυρίων το χρόνο, και οι σχεδιαστές  αναμένουν να υπερβεί τα 100 εκατομμύρια το χρόνο μέχρι το 2004, είπε ο Smith.

Στην πραγματικότητα, αυτή η προσδοκώμενη πλημμύρα βάζει σε πίεση στους συνεργάτες. "Οι άνθρωποι γνώριζαν τη δυνατότητα του επιταχυντή και ανέμεναν να το χρησιμοποιήσουν ξεκούραστα," είπε ο Smith, αλλά τώρα πρέπει να ξοδέψουν πολύ περισσότερο χρόνο, για να ανταποκριθούν στην ταχύτητα που ρέουν τα στοιχεία.

Η κύρια πρόκληση είναι υποδομή των υπολογιστών και η επεξεργασία. Το όλον σύστημα χρειάζεται μια βελτίωση. "Πρέπει να είμαστε βέβαιοι ότι τέσσερα έως πέντε έτη από τώρα, δεν πρόκειται να αφήσουμε τα στοιχεία να πέσουν στο πάτωμα," είπε ο Smith. "Για όλο αυτό το πιθανό κέρδος, από την ευκαιρία, πρέπει όλοι να μοιραστούμε την δουλειά."

Κάθε ένα από τα 72 ιδρύματα πρέπει να μοιράσει τον χρόνο, σε μιά λίστα επτά σελίδων με τα ονόματα  των συνεργατών. Και κάθε υπεύθυνος πρέπει να είναι σίγουρος πως η η ομάδα του κάνει το μερίδιο που της αντιστοιχεί.

Ο Faccini είπε ότι στηρίζεται σε μερικές ειδικές δεξιότητες για να συντονίσει τις δραστηριότητες τόσων πολλών ατόμων: "Ήμουν ανιχνευτής στην Ιταλία για 20 έτη, και χρησιμοποιώ όλες τις τεχνικές που έχω μάθει." Εκείνες οι τεχνικές πιθανώς δεν περιέλαβαν τη σύσκεψη με βίντεο και τηλέφωνα και ένα βασισμένο στο WEB σύστημα επικοινωνιών, αλλά αυτά είναι τα κρίσιμα μέρη αυτού που καθιστά τη συνεργασία επιτυχή.

Ο ιστοχώρος (website) του προγράμματος έχει περισσότερες από 10.000 σελίδες και είναι σε σταθερή χρήση. Οι ερευνητές τοποθετούν τις γραφικές παραστάσεις και τις αναλύσεις για συζήτηση κατά τη διάρκεια των τηλεφωνικών συνεδριάσεων πέρα από χρονικές ζώνες. Η περιοχή έχει περισσότερα από 100 φόρουμ νέων, στα οποία τα μέλη της συνεργασίας μπορούν να προσυπογράψουν.

Ο Burchat είπε ότι ένα τυπωμένο αρχείο αυτού που γίνεται πάνω στην ανάλυση του sin2b, θα ήταν περίπου 2 ίντσες παχύ. Αλλά δεδομένου ότι όλο αυτό στέλνεται με e-mail στον Διαδίκτυο, κανένας δεν πρέπει να να κολυμπάει μέσω όλου αυτού του εγγράφου. Οι συνεργάτες μπορούν να διαβάσουν τα έγγραφα στιγμιαία.

Ο Smith είπε, "Χωρίς το Web, θα ήταν αδιανόητο να γίνει αυτή η εργασία. Εξαρτώμαστε απολύτως από αυτό."

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Νέες ενδείξεις για την μονομέρεια-ασυμμετρία της Φύσης.
Ανακαλύφθηκε η αιτία που όλα φτιάχθηκαν από ύλη κι όχι αντι-ύλη.
Παραγωγή B μεσονίων από τον ανιχνευτή BaBar.
Αντι-ϋλη:Το καύσιμο του μέλλοντος;
Ενδιαφέρουσες ιστοσελίδες
Stanford (SLAC) Η σελίδα του πειράματος
BaBar
Home