Πώς ήταν το σύμπαν 1 δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη;

Ο Σάββας Δημόπουλος εξετάζει την δυνατότητα κατασκευής ενός «τηλεσκοπίου αρχέγονων νετρίνων» που θα μας αποκαλύψει την εικόνα του σύμπαντος ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη

Το «κοσμικό υπόβαθρο νετρίνων (Cosmic Neutrino Background ή CνB)» είναι ένα κοσμολογικό κατάλοιπο ανάλογο με το κοσμικό υπόβαθρο της μικροκυματικής ακτινοβολίας (Cosmic Microwave Background ή CMB) και περιέχει πληροφορίες για το σύμπαν έως ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Το αρχέγονο σύμπαν περιείχε ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, φωτόνια και νετρίνα σε θερμική ισορροπία μεταξύ τους. Όμως, καθώς το σύμπαν διαστελλόταν και η θερμοκρασία του μειωνόταν, ένα δευτερόλεπτο μετά την Μεγάλη Έκρηξη, τα νετρίνα έπαψαν να συμμετέχουν στις σωματιδιακές αντιδράσεις και αποδεσμεύτηκαν από την ύλη, όταν το σύμπαν βίωνε την λεγόμενη εποχή της ακτινοβολίας σε θερμοκρασία 10 δισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου (οC). Σήμερα εξαιτίας της διαστολής και της αντίστοιχης ψύξης του σύμπαντος η θερμοκρασία στην οποία αντιστοιχούν τα αρχέγονα νετρίνα είναι περίπου -271,2 οC ή 1,95 K και η μέση πυκνότητά τους είναι 340 νετρίνα ανά κυβικό εκατοστό ή 56 νετρίνα του ηλεκτρονίου ανά κυβικό εκατοστό. Ο Σάββας Δημόπουλος είναι καθηγητής φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Γεννήθηκε το 1952 στην Κωνσταντινούπολη, αλλά πολύ γρήγορα μετακόμισε στην Αθήνα εξαιτίας του οργανωμένου πογκρόμ εναντίον της ελληνικής μειονότητας, που κατέληξε στην τουρκική νύχτα των κρυστάλλων της 6ης Σεπτεμβρίου 1955 από τον καθοδηγούμενο όχλο (Σεπτεμβριανά). Σε συνέντευξή του στην Καθημερινή είχε πεί: «Όταν ήμουν παιδί, άκουγα 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». Ο Σάββας Δημόπουλος σπούδασε ως προπτυχιακός φοιτητής στο πανεπιστήμιο του Χιούστον. Πήγε στο πανεπιστήμιο του Σικάγου και έκανε επιστημονικές μελέτες κοντά στον Γιοϊσίρο Νάμπου για την διδακτορικής του διατριβή. Μετά από την ολοκλήρωση του διδακτορικού του το 1979, πήγε για λίγο διάστημα στο πανεπιστήμιο Κολούμπια πριν αναλάβει μια έδρα στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ το 1980. Κατά τη διάρκεια του 1981 και του 1982 εργάστηκε επίσης και με το Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν, το πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας. Από το 1994 ως το 1997 εργάστηκε στο Κέντρο Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών CERN. Το 1981 πρότεινε μαζί με τον Howard Georgi την υπερσυμμετρική θεωρία MSSM (Minimal Supersymmetric Standard Model), καθώς επίσης μαζί με τους Nima Arkani-Hamed και Gia Dvali τη θεωρία των μεγάλων επιπλέον διαστάσεων (LED). Για την επιστημονική του συνεισφορά στο πεδίο της θεωρητικής φυσικής σωματιδίων τιμήθηκε με το βραβείο Sakurai το 2006. Η ανάκλαση αυτών των αρχέγονων νετρίνων από την επιφάνεια της Γης δημιουργεί μια σημαντική τοπική ασυμμετρία νετρίνων-αντινετρίνων σε ένα κέλυφος πάχους επτά μέτρων γύρω από την Γη. Αυτή η ασυμμετρία υπερβαίνει κατά πολύ την αναμενόμενη αρχέγονη ασυμμετρία λεπτονίων.

Στο βίντεο που ακολουθεί παρακολουθούμε την ομιλία του Σάββα Δημόπουλου με τίτλο: «The Cosmic Neutrino Background CνB: Its Distribution on the Surface of the Earth and its Manipulation by Laboratory-Scale Diffraction Gratings» όπου περιγράφει την κατανομή των αρχέγονων νετρίνων του κοσμικού υποβάθρου νετρίνων (CνB) γύρω από την επιφάνεια της Γης, και κυρίως τις δυνατότητες πειραματικής του ανίχνευσης. Η οποία αν πραγματοποιηθεί θα θεωρηθεί ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα στην ιστορία της ανθρωπότητας.