Αναζητώντας τη δύναμη του πυρήνα

Βόρεια της Μόσχας, σε απόσταση 125 χιλιομέτρων από τη ρωσική πρωτεύουσα, εντοπίζεται η Ντουμπνά. Είναι μια πόλη που βρίσκεται σε άμεση επαφή με τον ποταμό Βόλγα και το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της είναι πως πρόκειται για μια «ναούκογκραντ» (όπου ναούκα στα ρωσικά θα πει επιστήμη). Με άλλα λόγια, είναι μια «πόλη της επιστήμης», κάτι που σημαίνει αυξημένη συγκέντρωση ερευνητικών εγκαταστάσεων σε μια μικρή έκταση και αντίστοιχα παραμονή σε αυτήν πολυάριθμων ανθρώπων αφοσιωμένων στην έρευνα.

Πολλοί αξιόλογοι φυσικοί, από τον Νικολάι Μπογκολιούμποφ έως τον Μπρούνο Ποντεκόρβο, έχουν εργαστεί στις εγκαταστάσεις που βρίσκονται στην Ντουμπνά. Δεν θεωρούνται πλέον ιδιαίτερα σύγχρονες, ενώ και τα κτίρια φέρνουν στη μνήμη νοοτροπίες δόμησης καθιερωμένες σε παλαιότερες εποχές, όταν η κυρίαρχη ιδεολογία είχε εκφυλιστεί στον λεγόμενο γραφειοκρατικό σοσιαλισμό. Μέσα όμως σε αυτά τα γκρίζα και χωρίς ιδιαίτερες ανέσεις κτίρια γίνεται ακόμη πολύ ενδιαφέρουσα έρευνα διότι οι ρώσοι επιστήμονες είχαν επιτύχει πολλά στο παρελθόν. Αρκεί να θυμηθούμε τον Αντρέι Ζαχάροφ, αλλά και τώρα διατηρούν την πολύ καλή αυτή παράδοση με τις εργασίες τους στην Πυρηνική Φυσική.

Πειραματική
εκστρατεία

Στην Ντουμπνά βρέθηκε πριν από τρία χρόνια ο πυρηνικός φυσικός Γιώργος Λάσκαρης, στο πλαίσιο του κοινού μεταδιδακτορικού του στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και στο Πανεπιστήμιο Τελ Αβίβ στο Ισραήλ, όντας ο μόνος Ελληνας της επιστημονικής ομάδας, με αποστολή να οργανώσει ένα πείραμα πολύ σημαντικό για την έρευνα γύρω από τη δομή του πυρήνα των ατόμων.

Το πείραμα εκτελέστηκε από τη διεθνή επιστημονική ομάδα με τα αρχικά BM@N (Βαρυονική Υλη στο Νούκλοτρο), την οποία αποτελούν περίπου 200 φυσικοί που ανήκουν σε 20 ινστιτούτα και πανεπιστήμια της Αμερικής, της Ευρώπης και της Ασίας. Το νούκλοτρο είναι το πρώτο στον κόσμο υπεραγώγιμο σύγχροτρο. Πρόκειται για ένα είδος επιταχυντή που κατασκευάστηκε στη Ρωσία τη δεκαετία του ’90. Τα αποτελέσματα του πειράματος θεωρήθηκαν ιδιαίτερα σημαντικά σχετικά με την έρευνα της συμπεριφοράς του πυρήνα των ατόμων, γι’ αυτό και εμφανίστηκαν πριν από έναν περίπου μήνα και στο πολύ αυστηρό για την ύλη που επιλέγει «Nature Physics».

Ο Γιώργος Λάσκαρης ήταν υπεύθυνος για τον σχεδιασμό και την εκτέλεση του πειράματος, καθώς και την καθοδήγηση της επιστημονικής ομάδας στο πεδίο του πειράματος. Μετά τη δημοσίευση των αποτελεσμάτων στο «Nature Physics», μίλησε για την εμπειρία του αυτή στο ΒΗΜΑ-Science. Και ήταν κυριολεκτικά εμπειρία. Κάθε άλλο δηλαδή παρά συνηθισμένη δουλειά γραφείου, από την αρχή έως το τέλος. Οχι μόνο διότι ήταν ανάγκη να μείνει περίπου έναν χρόνο στην Ντουμπνά, μακριά από οικογένεια και φίλους. Επρεπε επίσης να προσαρμοστεί με τη βοήθεια και της ελληνικής του καταγωγής στη νοοτροπία των ρώσων συνεργατών του, η οποία δεν ταιριάζει και πολύ με αυτήν των αμερικανών συναδέλφων τους, και επιπλέον να επιβιώσει και από δύο σοβαρά παθολογικά επεισόδια που τον βρήκαν στη διάρκεια της παραμονής του εκεί στέλνοντάς τον πίσω στην Ελλάδα επειγόντως για θεραπεία. Με την επιστροφή του όμως και πάλι στον τόπο του πειράματος να είναι αδιαπραγμάτευτη και αναπόφευκτη. Ετσι ώστε αυτό που φάνηκε να είναι τελικά το λιγότερο, ήταν η δοκιμασία μιας καθημερινής πεζοπορίας για αρκετή ώρα και κάπου έξι χιλιομέτρων σε μήκος από την πύλη του κέντρου ερευνών έως το εργαστήριο, σε θερμοκρασίες μεταξύ -20 και -30 βαθμών Κελσίου!

Εξ… ονόματος
τον λέοντα

Οπως μας είπε ο κ. Λάσκαρης, «το άρθρο με τίτλο «Αδιατάρακτη μέτρηση εξαγωγής νουκλεονίων με τη μέθοδο της αντίστροφης κινηματικής χρησιμοποιώντας δέσμη πυρήνων άνθρακα» (Unperturbe dinverse kinematics nucleon knockout measurements with a carbon beam) που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Physics», στο τέλος του Μαρτίου, τρομάζει τους μη μυημένους και μόνο με τον τίτλο του. Και όμως, αν κάνεις μια προσπάθεια να ακολουθήσεις τη λογική του αποφθέγματος του Αντισθένη του Κυνικού «αρχή σοφίας η των ονομάτων επίσκεψις», μπορεί, χωρίς να γνωρίζεις σε βάθος την επιστήμη της Πυρηνικής Φυσικής, να κατανοήσεις σε έναν βαθμό το περιεχόμενο αυτού του άρθρου από τον τίτλο του. Kαι ταυτόχρονα τη σημασία του για την αποκάλυψη των μυστικών του πυρήνα του ατόμου».

Η Πυρηνική Φυσική βασίζεται σε μία από τις πιο αρχέγονες σκέψεις και πράξεις του ανθρώπινου είδους. Αυτή δεν είναι τίποτε άλλο από την προσπάθεια του ανοίγματος ή ακόμα και σπασίματος των πραγμάτων για να ανακαλύψουμε τι έχουν μέσα. Κι αν για τον πανάρχαιο άνθρωπο αυτό είχε μια βιολογική αξία για την αναζήτηση τροφής, για τον σύγχρονο άνθρωπο αυτή η πράξη ικανοποιεί την αστείρευτη περιέργειά του. Αντί για σφυρί, ο πυρηνικός φυσικός χρησιμοποιεί επιταχυντές που επιταχύνουν σωματίδια, συνήθως ηλεκτρόνια, ελαφρούς ή βαριούς πυρήνες σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αντί για τους καρπούς που προσπαθούσε ο αρχέγονος άνθρωπος να ανοίξει χρησιμοποιώντας το σφυρί, ο πυρηνικός φυσικός προσπαθεί να σπάσει και να ανοίξει άλλους πυρήνες που χρησιμοποιούνται ως στόχοι και αντί για τα μάτια, που είναι ο φυσικός ανιχνευτής του ανθρώπου για την αναγνώριση αντικειμένων, ο πυρηνικός φυσικός χρησιμοποιεί άλλους ανιχνευτές κατασκευασμένους στο εργαστήριο, ειδικούς να ανιχνεύσουν μικροσκοπικά σωματίδια που προκύπτουν από το σπάσιμο του πυρήνα ή, στη γλώσσα της Φυσικής, από το πείραμα της σκέδασης.

Η «αντίστροφη κινηματική»

Τι σημαίνει λοιπόν ο τίτλος του άρθρου; Στην Πυρηνική Φυσική μια μέτρηση μπορεί να χαρακτηριστεί αδιατάρακτη όταν δεν υπάρχει κανένα εμπόδιο ανάμεσα στον πυρήνα-στόχο και την επιταχυνόμενη δέσμη ή αλλιώς, στην ανθρώπινη γλώσσα, ανάμεσα στον στόχο και το σφυρί. Επίσης χαρακτηρίζεται αδιατάρακτη όταν δεν υπάρχουν εμπόδια ανάμεσα στα προκύπτοντα σωματίδια μετά τη σύγκρουση και τους ανιχνευτές. Δηλαδή τα προκύπτοντα σωματίδια να ανιχνεύονται κατευθείαν από τους ανιχνευτές χωρίς να αλληλοεπιδράσουν περαιτέρω με άλλα σωματίδια και άρα να αλλάξουν η κατεύθυνση, η ταχύτητα και συνεπώς η κινητική τους ενέργεια και η ορμή.

Η πιο διαδεδομένη μέθοδος έρευνας για τη δομή του πυρήνα, δηλαδή τα πειράματα σκέδασης, στηρίζονται στις πιθανότητες και στη Στατιστική. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρόνιο σε μια δέσμη περιμένουμε να πετύχει έναν πυρήνα-στόχο με μια συγκεκριμένη πιθανότητα. Αυξάνουμε τις συγκρούσεις αυτές αυξάνοντας την πυκνότητα της δέσμης των ηλεκτρονίων. Ωστόσο μπορούν να χρησιμοποιηθούν και δέσμες πρωτονίων για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα, αλλά ναι μεν τα πρωτόνια είναι μεγαλύτερα και μαζικότερα, ταυτόχρονα όμως είναι και πιο σύνθετα. Αποτελούνται από κουάρκ, τα συνοδεύουν γκλουόνια και όλα μαζί θολώνουν κάπως την εικόνα.

Συνήθως στην Πυρηνική Φυσική αλλά και στην καθημερινή ζωή, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ελαφρύτερα αντικείμενα για να σπάσουν βαρύτερα αντικείμενα, δηλαδή κάποιος χρησιμοποιεί μια βαριοπούλα για να σπάσει έναν βράχο ή ένα επιταχυνόμενο πρωτόνιο για να σπάσει έναν πυρήνα άνθρακα που έχει 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια ή, όπως ονομάζονται συλλογικά τα σωματίδια του πυρήνα (nucleus), έχει 12 νουκλεόνια.

Αντισυμβατικός συλλογισμός

Ευτυχώς, οι φυσικοί πολλές φορές σκέφτονται αντισυμβατικά για λόγους που εξηγεί στη συνέχεια ο κ. Λάσκαρης: «Μπορούν να χρησιμοποιήσουν την αντίστροφη τεχνική, δηλαδή να επιταχύνουν έναν πιο βαρύ πυρήνα άνθρακα που θα συγκρουστεί τελικά με έναν πιο ελαφρύ στόχο πρωτονίων ή, όπως είναι πιο γνωστός, έναν στόχο από πυρήνες (υγρού) υδρογόνου. Ακριβώς αυτό σημαίνει «αντίστροφη κινηματική» που χρησιμοποιήθηκε στον τίτλο του άρθρου. Θα μπορούσαμε λοιπόν να επαναδιατυπώσουμε τον τίτλο του άρθρου σε ανθρώπινη γλώσσα και να κατανοήσουμε με βάση αυτόν το περιεχόμενό του. Στο πείραμα, βαριοί πυρήνες άνθρακα επιταχύνθηκαν και συγκρούστηκαν πάνω σε ελαφρούς ακίνητους πυρήνες υδρογόνου. Οι επιταχυνόμενοι βαριοί πυρήνες του άνθρακα ή αλλιώς η δέσμη βρήκε τον στόχο της χωρίς να αλληλεπιδράσει με κάτι άλλο πριν από την πρόσκρουση και τα προκύπτοντα θραύσματα της σύγκρουσης ανιχνεύθηκαν χωρίς πριν να έχουν αλληλεπιδράσει με τον υπόλοιπο πυρήνα. Γι’ αυτό ένας τέτοιος πυρήνας με μια ίσως ποιητική διάθεση χαρακτηρίζεται διάφανος».

Μέχρι τώρα, για τον παρατηρητικό αναγνώστη αυτού του κειμένου προκύπτουν μάλλον αβίαστα δύο θεμελιώδη ερωτήματα. Οταν μια βαριοπούλα προσπαθεί να σπάσει τον βράχο, συγκρούεται μόνο με ένα συγκεκριμένο σημείο του. Τι σημαίνει λοιπόν σύγκρουση ενός πυρήνα άνθρακα με έναν πυρήνα υδρογόνου που είναι ένα και μόνο πρωτόνιο και γιατί προτίμησαν οι επιστήμονες να ακολουθήσουν την αντίστροφη διαδικασία σκέδασης και όχι τη συνήθη κανονική μέθοδο;

Η εξήγηση που δίνει ο συνομιλητής μας είναι η εξής: «Τα ερωτήματα αυτά είναι αλληλένδετα. Σύμφωνα με τη Στατιστική, τις περισσότερες φορές όταν συγκρούεται ένα πρωτόνιο με έναν βαρύτερο πυρήνα άνθρακα, στην πραγματικότητα συγκρούεται με ένα νουκλεόνιο του πυρήνα του άνθρακα, δηλαδή με ένα από τα νετρόνια ή τα πρωτόνιά του. Πιο σπάνια αλλά με αρκετά μεγάλη πιθανότητα μπορεί να συγκρουστεί με ένα ζεύγος πρωτονίου-πρωτονίου, πρωτονίου-νετρονίου, νετρονίου-νετρονίου. Αυτό το ζεύγος σχηματίζεται για απειροελάχιστο χρονικό διάστημα μέσα στον πυρήνα δρώντας ανεξάρτητα ως ένας μικρός πυρήνας μέσα στον πυρήνα και μετά αυτοδιαλύεται. Θα μπορούσε να παρομοιαστεί με δύο ανθρώπους που βρίσκονται τυχαία σε μια πίστα, χορεύουν βαλς αδιάφοροι για τον περίγυρο και μετά το τέλος της μουσικής χωρίζουν. Αυτό το πείραμα διαπίστωσε ότι η πιθανότητα για τη διαμόρφωση ζευγών πρωτονίου-νετρονίου είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από την πιθανότητα διαμόρφωσης των άλλων ζευγών και το έκανε με έναν τρόπο μοναδικό, ανιχνεύοντας όχι μόνο το πρωτόνιο του ζεύγους και το πρωτόνιο του αρχικού στόχου υδρογόνου αλλά και τους εναπομείναντες πυρήνες μετά τη σκέδαση, δηλαδή τους πυρήνες του βορίου και του βηρυλλίου».

Η διεξαγωγή
του πειράματος

Το ότι μπορούν οι επιστήμονες να ανιχνεύσουν τον εναπομένοντα πυρήνα μετά τη σκέδαση είναι το μεγάλο όφελος. Κάτι που δεν θα μπορούσαν να κάνουν με την κανονική σκέδαση, αφού ο εναπομένων πυρήνας είναι αρκετά βαρύς και δεν μπορεί να διαφύγει από τον στόχο ώστε να ανιχνευθεί. Η ανίχνευση όλων των παραγόμενων τελικών προϊόντων μιας σύγκρουσης δίνει τη βεβαιότητα ότι μπορούν να ξεχωρίσουν τα γεγονότα που θέλουν να μελετήσουν από άλλες φαινομενικά όμοιες αντιδράσεις. Βέβαια, αυτό χρειάζεται μια πολύ μεθοδική δουλειά πολλών ετών, πολλών ανθρώπων. Γι’ αυτό και πέρασαν κάποια χρόνια από τη διεξαγωγή του πειράματος μέχρι την τελική δημοσίευση των αποτελεσμάτων.

Στον επιταχυντή της Ντουμπνά η δέσμη από πυρήνες άνθρακα-12 εκτοξεύθηκε ενάντια σε έναν σταθερό στόχο πρωτονίων με ενέργεια 48 δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ (48 Gev), μια ενέργεια κατά αρκετές τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από την ενέργεια των συστατικών του όταν αυτά βρίσκονται δεσμευμένα στον πυρήνα. Κατά τη σύγκρουση πρωτόνια και νετρόνια αποσπώνται από τον πυρήνα και ο νέος πυρήνας που προκύπτει ανιχνεύεται και μπορεί να συγκριθεί με τον αρχικό.

Από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ «βλημάτων» και στόχου η ομάδα ανίχνευσε πυρήνες των στοιχείων βόριο-11, βόριο-10 και βηρύλλιο-10, δηλαδή ό,τι προκύπτει αν από τον άνθρακα-12 αφαιρεθεί ένα πρωτόνιο ή ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο ή δύο πρωτόνια, αντίστοιχα. Αυτοί οι πυρήνες ανιχνεύθηκαν ταυτόχρονα με τα αποσπώμενα σωματίδια, ενώ η αντίστροφη κινηματική επέτρεψε καθαρές μετρήσεις και την εξαγωγή συμπερασμάτων άμεσα συγκρίσιμων με τη θεωρία.

Ενα από τα δεκάδες μοντέλα για τον πυρήνα του ατόμου που υπάρχουν αυτή τη στιγμή είναι το μοντέλο Φέρμι. Σύμφωνα με αυτό, τα νουκλεόνια (πρωτόνια και νετρόνια) περιφέρονται στον χώρο του πυρήνα χωρίς να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια χαλαρά συνδεδεμένη «σούπα». Αυτή η εικόνα του πυρήνα μπορεί να προβλέψει την ύπαρξη νουκλεονίων στον πυρήνα που έχουν μέχρι μια ορισμένη ορμή, όμως έρχεται σε αντίθεση με τα αποτελέσματα των πειραμάτων που διαπιστώνουν την ύπαρξη νουκλεονίων με υψηλότερη ορμή σε σχέση με το μοντέλο Φέρμι. Ενας τρόπος να εξηγηθούν αυτές οι παρατηρήσεις είναι ο σχηματισμός των λεγόμενων μικρής εμβέλειας συσχετιζόμενων ζευγών (Short Range Correlated pairs, γνωστών και ως SRC). Αυτά τα ζεύγη που μπορούν να θεωρηθούν περισσότερο μια σύγκρουση δύο νουκλεονίων μέσα στη «σούπα» του πυρήνα σχηματίζονται για ένα απειροελάχιστο χρονικό διάστημα και τελικά διαλύονται, προσθέτοντας όμως ορμή στα συγκρουόμενα νουκλεόνια, κάτι που διαπιστώνεται και πειραματικά.

Και γιατί όλα αυτά;

Είναι εντυπωσιακό το πόσο βαθιά μπαίνουν πλέον οι επιστήμονες της Πυρηνικής Φυσικής στον πυρήνα των ατόμων και τον χαρτογραφούν με απίστευτη λεπτομέρεια. Η εργασία της πολυάριθμης αυτής ομάδας γύρω από το πείραμα στην Ντουμπνά θεωρήθηκε σημαντική εκτός από τον τρόπο που έγινε το πείραμα και διότι δείχνει πως το μοντέλο Φέρμι πρέπει να υποστεί διορθώσεις και ποιες είναι αυτές. Η τροποποίηση και η πειραματική επαλήθευση μέσω των μετρήσεων βοηθάει τελικά στην κατανόηση φυσικών συστημάτων από τα ελαφρά και βαρέα στοιχεία έως τα υπέρπυκνα περιβάλλοντα των αστέρων νετρονίων, τους «ελέφαντες» αυτούς από την άποψη της συσσώρευσης της ύλης, αφού μέσα σε μια σφαίρα ακτίνας μόλις 10 χιλιομέτρων βρίσκεται μάζα όση μιάμιση φορά η μάζα του ήλιου.

Στην αρκετά αναμενόμενη ερώτηση λοιπόν για το ποιο είναι το γενικότερο όφελος πέρα από μια πιο βελτιωμένη εικόνα για το μοντέλο των πυρήνων των ατόμων, η απάντηση ήταν η εξής: «Αυτά τα πειράματα έχουν άμεσους αλλά και μακροπρόθεσμους στόχους. Ο άμεσος στόχος ενός τέτοιου πειράματος ήταν να αποδείξει εν τοις πράγμασι ότι οι δύο επιταχυντές που σχεδιάζονται, ο ένας, ο FAIR, στo Darmstadt της Γερμανίας και ο άλλος ο FRIB, στο Μίσιγκαν των Ηνωμένων Πολιτειών, μπορούν να μελετήσουν πράγματι τις ιδιότητες και τη δομή των ασταθών ραδιενεργών πυρήνων. Αυτό θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν μακροπρόθεσμα και με τη βοήθεια άλλων πειραμάτων τις διαδικασίες σχηματισμού της ύλης στο Σύμπαν. Μιας ύλης που έχει ενιαία δομή είτε πρόκειται για τους πυρήνες των ατόμων που αποτελούν το ανθρώπινο σώμα είτε για τους πυρήνες των ατόμων στις μαύρες τρύπες και τα άστρα νετρονίων». Για να κλείσει ο συνομιλητής μας με τη διαπίστωση ότι: «Προσπαθώντας να κατανοήσουμε τη δομή του πυρήνα, μαθαίνουμε περισσότερα για την πυρηνική δύναμη. Αλλωστε αυτή είναι η δύναμη που συνέχει τον κόσμο όπως τον αντιλαμβανόμαστε».

Η εμπειρία ενός αξιοσημείωτου πειράματος

«Επισκέφθηκα την Ντουμπνά πρώτη φορά τον Απρίλιο του 2017. Πήγα εκεί για να δω τις συνθήκες και να αποφασίσω αν μπορεί να γίνει το πείραμα στο συγκεκριμένο εργαστήριο. Η απάντηση ήταν θετική. Επέστρεψα στην Αμερική και ετοίμασα μια ερευνητική πρόταση μαζί με τους καθηγητές μου που την κατέθεσα στην επιστημονική επιτροπή που αποφασίζει ποιο πείραμα μπορεί να εκτελεστεί στο εργαστήριο και πότε. Επέστρεψα στη Ρωσία, όπου παρουσίασα την πρόταση τον Ιούνιο του 2017 και η επιτροπή αποφάσισε θετικά για τη διεξαγωγή του πειράματος. Δούλεψα στη Ρωσία από τον Ιούνιο του 2017 μέχρι τον Μάρτιο του 2018 προετοιμάζοντας και εκτελώντας το πείραμα. Το πείραμα έγινε από τα μέσα Φεβρουαρίου μέχρι τα μέσα Μαρτίου του 2017. Η ενέργεια της δέσμης άνθρακα-12 ήταν 48 GeV/c, δηλαδή 4 GeV/c ανά νουκλεόνιο (48GeV/c/12 νουκλεόνια για τον άνθρακα-12 = 4 GeV/c). Η δημοσίευση έγινε τον Μάρτιο του 2021, οπότε από την εκτέλεση του πειράματος μέχρι τη δημοσίευση πέρασαν τρία χρόνια (και τέσσερα χρόνια από τη σύλληψή του μέχρι την εκτέλεσή του). Βασικά θεωρείται χρόνος ρεκόρ για την εκτέλεση ενός τέτοιου large scale πειράματος» περιέγραψε ο κ. Λάσκαρης

Το μέλλον των μίνι αντιδραστήρων

Στο τέλος της συζήτησης ο κ. Λάσκαρης δεν παρέλειψε να μας προϊδεάσει για το πώς ενδέχεται να μπει η πυρηνική τεχνολογία στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων. «Τα τελευταία χρόνια αυξάνεται το ενδιαφέρον των κρατών για την έρευνα στην Πυρηνική Φυσική και στην πυρηνική τεχνολογία. Σε διάφορες γωνιές του κόσμου μεγαλόπνοα ερευνητικά σχέδια βρίσκονται σε εξέλιξη. Ο διεθνής επιταχυντής FAIR, ο οποίος κατασκευάζεται στη Γερμανία με τη συμμετοχή των κυριότερων δυτικοευρωπαϊκών χωρών, της Ρωσίας αλλά και της Ινδίας, που θα επιταχύνει αντιπρωτόνια και ιόντα, ο FRIB, που θα παράξει δέσμες σπάνιων ιόντων, αλλά και ο καινούργιος επιταχυντής EIC στο LongIsland της Νέας Υόρκης, όπου θα συγκρούονται ηλεκτρόνια και ιόντα, είναι μόνο μερικά από αυτά τα παραδείγματα. Παράλληλα βρίσκεται σε εξέλιξη μια επανάσταση στον τομέα των μικρών πυρηνικών αντιδραστήρων SMR, οι οποίοι αναμένεται να είναι πολύ πιο ασφαλείς σε σχέση με τους παλιούς πυρηνικούς αντιδραστήρες διότι αντί για τη χρήση υπέρθερμου ύδατος σε περιβάλλον υψηλής πίεσης προκρίνεται η χρήση τηγμένων αλάτων που μπορούν να φτάσουν υψηλές θερμοκρασίες αλλά σε ατμοσφαιρική πίεση μειώνοντας κατά πολύ τους κινδύνους μιας καταστροφικής έκρηξης. Αυτοί οι μικροί πυρηνικοί αντιδραστήρες μπορούν να βοηθήσουν αποφασιστικά στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής. Τέτοιες προσπάθειες λαμβάνουν κρατική αλλά και ιδιωτική χρηματοδότηση σε χώρες όπως οι ΗΠΑ, ο Καναδάς, η Ρωσία, η Μεγάλη Βρετανία, η Κίνα, η Πολωνία, η Αργεντινή, η Ιαπωνία και άλλες. Το ερώτημα που τίθεται είναι αν η Ελλάδα είναι έτοιμη τώρα να συμμετάσχει σε αυτές τις ερευνητικές και τεχνολογικές προσπάθειες που θα τη βάλουν κατευθείαν στο κέντρο ενός μικρού κλαμπ χωρών με τέτοια τεχνογνωσία». Κατά τη γνώμη του ακόμα και ένα μικρό νησί θα μπορούσε να διαθέτει έναν μίνι αντιδραστήρα ώστε να είναι ενεργειακά ανεξάρτητο. Και στην ερώτηση τι θα γίνεται με τα ενεργειακά απόβλητα και την πιθανή έκλυση ραδιενέργειας φάνηκε να έχει έτοιμη την απάντηση από πριν: «Η Ελλάδα είναι δίπλα στη Βουλγαρία που ήδη έχει αντιδραστήρες που λειτουργούν, όπως θα λειτουργούν και απέναντι, στην Τουρκία, που ετοιμάζεται να μπει και αυτή δυνατά στο παιχνίδι της πυρηνικής ενέργειας. Αν υπάρχει κάποιος κίνδυνος λοιπόν, ο κίνδυνος είναι ήδη εδώ. Οσο για τα απόβλητα, υπάρχουν χώρες που θα μπορούσαν να τα παραλάβουν ώστε να τα χρησιμοποιήσουν σε άλλες εφαρμογές».

Νούκλοτρο: Παιδί του συγχρότρου και εγγόνι του κυκλότρου

l Από τη δεκαετία του ’40 οι πυρηνικοί φυσικοί είχαν σκεφθεί να επιταχύνουν σωματίδια – ώστε αυτά ως βλήματα να πέφτουν με ορμή επάνω στον πυρήνα και από τα θραύσματα να βγάζουν συμπεράσματα για τη δομή του.
l Στο κύκλοτρο η δέσμη των σωματιδίων-βλημάτων υποχρεώνεται να ακολουθεί κυκλική τροχιά, απαιτώντας μικρότερο χώρο στο εργαστήριο.
l Στο σύγχροτρο η κυκλικά κινούμενη δέσμη όχι μόνο υποχρεώνεται από μαγνήτες να ακολουθήσει κυκλική τροχιά αλλά το μαγνητικό τους πεδίο αυξάνεται σε ένταση σε συγχρονισμό με την αύξηση της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων.
l Το νούκλοτρο που φτιάχτηκε στην Ντουμπνά είναι το πρώτο υπεραγώγιμο σύγχροτρο. Οι μαγνήτες του δηλαδή έχουν ψυχθεί σε θερμοκρασίες -255 έως -263 βαθμούς Κελσίου και οι ενέργειες φθάνουν στα 7 Gev.