Η ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ -ΤΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ ΕΡΕΥΝΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΩΝ

Τα τελευταία χρόνια σπουδαίες ανακαλύψεις, ύστερα από πολύχρονες έρευνες έλαβαν χώρα σε εργαστήρια υψηλής τεχνολογίας, τόσο στις Η.Π.Α. όσο και στην Ευρώπη.
Η εργαστηριακή Φυσική, βοηθούμενη και από την θεωρητική Φυσική, μας έδωσε θαυμάσια αποτελέσματα.
Το σωματίδιο του Higgs (σωματίδιο του Θεού) και ο εντοπισμός των βαρυτικών κυμάτων είναι μερικά από τα δημιουργήματα των τελευταίων εργαστηριακών ερευνών.
Τα εργαστηριακά κέντρα που κυριαρχούν σήμερα, κυρίως στην Μικροφυσική είναι, το CERN (επιταχυντής σωματιδίων), το Fermi Laboratory, το Βell (Ηλεκτρονικές έρευνες) και το LIGO (ειδικοί αισθητήρες κυμάτων).
Τα ερευνητικά εργαστήρια στις Φυσικές επιστήμες έχουν και διαχρονική πορεία. Ας την παρακολουθήσουμε:
Ιστορικά
Κατά την διάρκεια των τελευταίων εκατό χρόνων άλλαξε ριζικά ο τρόπος οργάνωσης και λειτουργίας της έρευνας στα διάφορα επιστημονικά εργαστήρια ερευνών.
Τον 18ο και 19ο αιώνα οι επιστήμονες ερευνητές είχαν στη διάθεσή τους ελάχιστα τεχνικά μέσα και ελάχιστους συνεργάτες. Οι πρώτες έρευνες και ανακαλύψεις έγιναν κυρίως στα εργαστήρια των Πανεπιστημίων, της Ευρώπης και της Αμερικής (ΗΠΑ).
Η Ευρώπη πρωτοπόρος
Μέχρι το τέλος του 19ου αιώνα η Ευρώπη κρατούσε τα πρωτεία στην εργαστηριακή έρευνα και οι επιστήμονες της έδωσαν τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις, ιδιαίτερα στη Φυσική και τη Χημεία.
Εκείνο που επικρατούσε στα Ευρωπαϊκά εργαστήρια έρευνας ήταν η προσωπική εργασία των διευθυντών – επιστημόνων των εργαστηρίων με ελάχιστους συνεργάτες. Έτσι, ο Φαραντέι (ηλεκτρισμός) είχε ως βοηθό του έναν απόστρατο λοχία, ο Μάξγουελ (ηλεκτρομαγνητισμός) είχε ως βοηθό τη γυναίκα του, ενώ ο Νεύτωνας εργαζόταν μόνος του. Την εποχή αυτή (19ος αιώνας) κυριαρχούσε στην έρευνα αρχικά η Γερμανία και αργότερα η Αγγλία, η Ιταλία, η Δανία, Ολλανδία και Σοβιετική Ένωση (της εποχής εκείνης).
Η Αμερική (Η.Π.Α.)
 κάνει την εμφάνισή της
Στις αρχές του 20ού αιώνα οι Η.Π.Α. μπαίνουν δυναμικά στις εργαστηριακές έρευνες διαθέτοντας μεγάλα χρηματικά ποσά. Ιδιωτικές εταιρείες και ιδρύματα ενισχύουν την προσπάθεια των εργαστηριακών ερευνών, κυρίως των Πανεπιστημίων (Χάρβαρντ, Μ.Ι.Τ., Κέϊμπριτζ, Πρίνστον κ.ά.) με αποτέλεσμα να προκύψουν σπουδαία ευρήματα.
Η  είσοδος των Η.Π.Α. στον τομέα των εργαστηριακών ερευνών επηρέασε και τον τρόπο εργασίας στην Ευρώπη. Κυρίως στην Γερμανία, την Ολλανδία και την Δανία, με πλούσια παράδοση στην έρευνα. Ιδίως στην μικροφυσική (φυσική των σωματιδίων).
Μερικά σπουδαία 
ερευνητικά κέντρα
1. Φέρμιλαμπ (Φέρμιλαμπορέτορι Η.Π.Α.)
Ένα από τα μεγαλύτερα εργαστηριακά ερευνητικά κέντρα παγκοσμίως βρίσκεται στα προάστεια του Σικάγου. Δύο βασικοί επιστήμονες, οι Γουίλσον και Λίντερμαντ εργάστηκαν σκληρά για να επιτύχουν την ικανότητα του επιταχυντή να αποκτήσει ενέργεια 100 GeΥ (1000 δισεκατομμυρίων ηλεκτρονικών Βολτ), απαραίτητη για τις συγκρούσεις δεσμών πρωτονίων – αντιπρωτονίων). Το Φέρμιλαμπ ήταν ανταγωνιστικό εργαστήριο του CERN.
2. CERN (ΣΕΡΝ – Ευρώπης)
Η Ευρώπη βρίσκεται στην κορυφή της έρευνας της σωματιδιακής Φυσικής με τη δημιουργία του CERN του μεγαλύτερου ερευνητικού κέντρου στον κόσμο. Το CERN (Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής Έρευνας), είναι δημιούργημα της συνεργασίας 21 κρατών της Ευρώπης, μεταξύ των οποίων είναι και η Ελλάδα.
Η ιδρυτική πράξη του CERN πραγματοποιήθηκε στο Παρίσι, στις 1 Ιουλίου 1953. Ο μεγάλος Γάλλος φυσικός Λουίντε Μπορολί ήταν ο εισηγητής για τη δημιουργία του CERN το 1949, σε συνάντηση Ευρωπαίων επιστημόνων. Μια νέα σελίδα άνοιγε για την πυρηνική έρευνα στην Ευρώπη, που έμελλε να προσφέρει σημαντικές ανακαλύψεις.
Τεχνικά στοιχεία
Το CERN βρίσκεται στα σύνορα Γαλλίας, Ελβετίας και το κύριο σώμα του (ο επιταχυντής) είναι σε βάθος 100 μέτρων κάτω από την γη. Τα σπουδαιότερα τμήματά του είναι:
Ο επιταχυντής αποτελείται από μια κυκλική σήραγγα 27 χιλιομέτρων, όπου γίνεται η σύγκρουση των δύο δεσμών πρωτονίων (κινουμένων κατ’ αντίθετη κατεύθυνση) με ταχύτητα που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός. Εκεί έχουμε τα αποτελέσματα των πειραματικών ερευνών.
Ανιχνευτές. Μέσα στον επιταχυντή υπάρχουν ειδικά τμήματα (ανιχνευτές) που υποδέχονται τα αποτελέσματα των συγκρούσεων. Τέτοια είναι τα: Alice, Atlas, cms.
Επιτεύγματα: Το CERN, τα τελευταία χρόνια υπήρξε το κέντρο του παγκόσμιου ενδιαφέροντος στις έρευνες της πυρηνικής Φυσικής. Εκεί για πρώτη φορά έγινε η προσομοίωση της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang), που μας έδωσε μια εικόνα του Σύμπαντος στις πρώτες του στιγμές.
Ένα άλλο μεγάλο επίτευγμα του CERN ήταν ο εντοπισμός του σωματιδίου Ηiggs (φορέα της μάζης των σωμάτων) στις 12 Ιουνίου 2012, που συγκλόνισε τον επιστημονικό κόσμο.
Στο ερευνητικό κέντρο του CERN απασχολούνται 2.600 άτομα, μεταξύ των οποίων και αρκετοί Ελληνες, με επικεφαλής τον καθηγητή του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου Ε. Γαζή.
3. LIGO. Στις 14 Σεπτεμβρίου 2015 ένα μεγάλο επιστημονικό γεγονός εντυπωσίασε τον επιστημονικό κόσμο και όχι μόνο. Στο Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ (Η.Π.Α.), μέσω των ανιχνευτών LIGO (Λίγκο) εντοπίστηκαν τα βαρυτικά κύματα, τα οποία είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Χρειάστηκε να περάσουν 100 χρόνια για να εντοπιστούν πειραματικά τα βαρυτικά κύματα.  Η ανακάλυψη αυτή άνοιξε νέους ορίζοντες στη μελέτη του Διαστήματος και τις γνώσεις μας για το Σύμπαν (Μαύρες Τρύπες, Αστέρες Νετρονίων κτλ.).
Στη μεγάλη αυτή ανακάλυψη είχαμε και Ελληνική συμμετοχή: Την Σερραία Αστροφυσικό Βίκυ Καλογερά, καθηγήτρια του Πανεπιστημίου Νόρθγουεστερν του Ιλινόις των Η.Π.Α. Είχε σημαντικό ρόλο στην επιστημονική ομάδα του LIGO.
4. Ραδιοτηλεσκόπιο Αριζόνας. Κλείνοντας αναφέρουμε ένα άλλο μεγάλο επιστημονικό γεγονός. Την φωτογράφιση μιας μαύρης τρύπας από το Ραδιοτηλεσκόπιο του Πανεπιστημίου της Αριζόνας (Η.Π.Α.), στις 10 Απριλίου 2019. Η μαύρη τρύπα βρισκόταν σε απόσταση 53 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη. Και στην περίπτωση αυτή είχαμε Ελληνική συμμετοχή: Τον επίσης Σερραίο Αστροφυσικό καθηγητή Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνας (Η.Π.Α.) Δημήτριο Ψάλτη (Μαθητή του 1ου Γυμνασίου Σερρών).
Ο Δημήτρης Ψάλτης ήταν βασικό στέλεχος της ομάδος της Αριζόνας.
5. Θα ήταν παράλειψη να μην αναφέρουμε και το Ελληνικό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών ``Δημόκριτος’’ στην Αγία Παρασκευή Αθηνών, με πλούσιο έργο στη ραδιενέργεια και τα ραδιοϊσότοπα.
Τα εργαστηριακά ερευνητικά κέντρα, όπως είδαμε προσέφεραν τεράστιες υπηρεσίες στην επιστήμη. Παράλληλα όμως ευνοήθηκε και η κοινωνία γενικότερα, όπως η ιατρική, οι υπολογιστές, η ενέργεια και το περιβάλλον. Η ζωή μας έγινε καλύτερη.
 

Τελευταία ενημέρωση: 
Τετ. 09 Οκτ. 2019 - 14:39