Έχετε σκεφτεί ποτέ ότι το 99.99999% του ατόμου αποτελείται από κενό; Έχετε αναρωτηθεί τι κάνει τον ήλιο και τα άλλα αστέρια να είναι τόσο φωτεινά; Γιατί παρά τη μεγάλη ταχύτητα με την οποία κινούνται τα ουράνια σώματα τελικά συγκροτούν ηλιακά συστήματα.

Αυτά είναι ορισμένα από τα βασικά ερωτήματα για την δημιουργία και οργάνωση της ύλης που προσπαθεί να απαντήσει η σύγχρονη φυσική. Ταυτόχρονα, τα ανοιχτά ερωτήματα γύρω από την άγνωστη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, που αθροιστικά αποτελούν το 95% του Σύμπαντος, μας καλούν να ψάξουμε βαθύτερα.

Βασικά εργαλεία σε αυτή την προσπάθεια είναι οι επιταχυντές σωματιδίων, όπως ο LHC στο CERN, που λειτουργούν ως πανίσχυρα μικροσκόπια που μας επιτρέπουν να μελετήσουμε την ύλη στις πολύ μικρές κλίμακες. Παράλληλα με τους επιταχυντές, πειράματα υψηλής ακριβείας που πραγματοποιούνται σε χαμηλότερες ενέργειες, λειτουργεί συμπληρωματικά στην αναζήτηση νέας φυσικής. Ίχνος νέας φυσικής θα μπορούσε να είναι μια μικρή απόκλιση στη συμπεριφορά ενός σωματιδίου από το Καθιερωμένο Πρότυπο.

Ένας από τους πρωτοπόρους παγκοσμίως σε αυτή την έρευνα είναι ο καθηγητής Γιάννης Σεμερτζίδης, διευθυντής του Κέντρου για την αναζήτηση Αξιονίων και Φυσικής Υψηλής Ακριβείας (Axions and Precision Physics Research) στην Daejeon της Ν. Κορέας.

Με καταγωγή από την Κατερίνη, πραγματοποίησε προπτυχιακές σπουδές στην φυσική στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης.

“Προέρχομαι από αγροτική οικογένεια αλλά πάντα με απασχολούσαν οι βασικές ερωτήσεις για τον κόσμο μας και συχνά συζητούσα για θέματα φυσικής στο περιβάλλον μου. Η επαφή αυτή με ανθρώπους που ήταν ο καθένας ξεχωριστός στο αντικείμενό του με έκανε να πιστέψω στον εαυτό που και πόσα μπορεί να καταφέρει. Νομίζω πως ο καθένας μας είναι μια ιδιοφυία αλλά σε διαφορετικό αντικείμενο που πρέπει να το ανακαλύψει. Ωστόσο, είναι σημαντικό, ειδικά για τους νέους ανθρώπους, να έχουν μια πίστη πως μπορούν να καταφέρουν ακόμη και εκείνα που μοιάζουν ακατόρθωτα”.

Στην τρίτη χρονιά των προπτυχιακών σπουδών του παρακολούθησε το εργαστήριο πυρηνικής φυσικής. “Εκεί γνώρισα έναν από τους επιστημονικούς συνεργάτες του τομέα, τον Κωνσταντίνο Ζιούτα που υπήρξε από πολλές απόψεις ο μέντοράς μου. Ξεχώρισα αμέσως την εργατικότητά του και το πόσο προσιτός ήταν με τους φοιτητές. Εκείνος με έστρεψε προς την πυρηνική φυσική και μου έδωσε και την αυτοπεποίθηση που χρειάζεται κανείς για να προχωρήσει στη ζωή”.

Στα πλαίσια της διπλωματικής του, μελέτησε την αλληλεπίδραση των φορτισμένων σωματιδίων της κοσμικής ακτινοβολίας με την ατμόσφαιρα ενώ συνέχισε την έρευνά του στο πείραμα CPLEAR στο CERN. Το 1985, θα φύγει για την Νέα Υόρκη, για να πραγματοποιήσει το διδακτορικό του στο πανεπιστήμιο του Rochester υπό την επίβλεψη του Αδριανού Μελισσινού. Τότε ήρθε για πρώτη φορά σε επαφή με τα “αξιόνια”, ένα υποθετικό σωματίδιο από το οποίο μπορεί να είναι φτιαγμένη η λεγόμενη σκοτεινή ύλη. Πρόκειται για ένα είδος “αόρατης” ύλης η οποία είναι απαραίτητη για να εξηγήσει μεταξύ άλλων την μεγάλη ταχύτητα περιστροφής του Γαλαξία μας. “Ήδη από την αποφοίτησή μου, το μυστήριο της σκοτεινής ύλης με γοήτευε και κάπως έτσι αποφάσισα να ασχοληθώ με τα αξιόνια”.

Στη συνέχεια εργάστηκε για το πείραμα Muon g-2 στο Brookhaven National Lab (BNL) στο Λόνγκ Άιλαντ της Νέας Υόρκης, όπου αναδείχθηκε σε μόνιμο μέλος του τμήματος Φυσικής και τελικά σε senior scientist with tenure.

Το πείραμα προσπάθησε να μετρήσει με ακρίβεια ενός στα δύο εκατομμύρια την μαγνητική ροπή των μιονίων, σωματιδίων περίπου 200 φορές βαρύτερων από τα ηλεκτρόνια. Πρόκειται για μια μέτρηση που απαιτεί τρομακτική ακρίβεια προκειμένου να συγκριθεί η πειραματική τιμή με αυτή που προβλέπει η καθιερωμένη θεωρία μας. Το πείραμα βρήκε ίχνη αυτής της παραβίασης με βεβαιότητα 3σ αλλά το όριο για ισχυριστεί κανείς νέα ανακάλυψη είναι το 5σ. Αξίζει να σημειωθεί πως πριν από ένα μήνα, ξεκίνησε στο Φέρμιλαμπ (Fermilab), στο Σικάγο ένα νέο πείραμα με στόχο να φτάσει την απαιτούμενη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας τον ίδιο μαγνήτη.

“Ήταν μια εποχή που προσπαθούσαμε να καταλάβουμε τα ανοιχτά ερωτήματα, τη σημασία τους στο πλαίσιο της φυσικής που γνωρίζαμε αλλά και τι θα μπορούσαμε να μετρήσουμε στα υπάρχοντα πειράματα”. “Το κλειδί για την επιτυχία σε αυτή την υπόθεση να είσαι έτοιμος να “βυθιστείς” μέσα στο πρόβλημα και να ψάξεις.”

Μετά από μια καριέρα 30 χρόνων στο Brookhaven National Laboratory των Η.Π.Α, ένα από τα βασικά μαθήματα που παίρνει από την Αμερική είναι η θετική ματιά στα πράγματα. “Σαν ερευνητής θα κάνεις λάθη αλλά εκείνο που έχει σημασία είναι να μαθαίνεις από τις όποιες αποτυχίες, να κερδίζεις αυτοπεποίθηση και να προχωράς. Η αποτυχία είναι μέρος της επιτυχίας. Όπως είπε και ο Μπιλ Γκέιτς, ιδρυτής της Microsoft, αν δεν αποτυγχάνεις ποτέ σημαίνει πως δεν προσπαθείς όσο σκληρά θα μπορούσες. Νομίζω πως αυτό είναι το κλειδί για την επιτυχία και αυτό προσπαθώ και σήμερα να μεταδώσω σήμερα στους μαθητές μου.”

Το 2013, του προτάθηκε, από τον Kim Jihn-Ε πατέρα της ιδέας του “αόρατου” αξιονίου, να αναλάβει την καθιέρωση εκ του μηδενός ενός νέου κέντρου στο ινστιτούτο βασικής φυσικής της Ν. Κορέας. “Ήταν μια συναρπαστική ευκαιρία να συνεχίσω την έρευνά μου στη σκοτεινή ύλη”. Προσθέτει βέβαια πως η μετάβαση στην Ν. Κορέα δεν ήταν τόσο εύκολη. “Όσο περίεργο και αν ακουστεί συχνά μου θυμίζει την Ελληνική κοινωνία πριν από 40 χρόνια. Αρκετό πάθος και πολύ συναίσθημα κάτι που αναγνωρίζουν και οι ίδιοι στον εαυτό τους.” Ωστόσο μας εξηγεί πως κατάφεραν να υπερβούν τις δυσκολίες και να πετύχουν αυτή την εντυπωσιακή ανάπτυξη μέσω του Κουμφουκιανισμού ο οποίος στο σεβασμό προς την ιεραρχία. “Η κοινωνία τους ακολουθεί έντονα μια προσέγγιση από τα πάνω προς τα κάτω (top/down), ο ηγέτης έχει ένα πλάνο το οποίο πρέπει να ακολουθήσει η κοινωνία. Βέβαια η προσέγγιση αυτή για να λειτουργήσει προϋποθέτει πως γνωρίζει κανείς τις λύσεις σε κάθε πρόβλημα κάτι που δεν ισχύει πάντα. Επιπλέον δεν δίνει την ελευθερία που χρειάζεται για να φτιαχτεί η επόμενη μηχανή αναζήτησης μετά τη Google ή μια πλατφόρμα κοινωνικής δικτύωσης όπως το FB”.

Προκειμένου να αλλάξει η κατάσταση, η Κίνα και η Νότια Κορέα επιχειρούν ένα άνοιγμα προς την Δύση προσκαλώντας νέους επιστήμονες, ερευνητές και επιχειρηματίες. “Έχουν καταλάβει πως η οποιαδήποτε αλλαγή κουλτούρας χρειάζεται χρόνια και έτσι προσελκύουν ανθρώπινο δυναμικό από το εξωτερικό που θα βοηθήσει να συντελεστεί μια αλλαγή στην κοινωνία πιο γρήγορα”.

“Νομίζω πως ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματά μου στην Κορέα μέχρι σήμερα είναι πως οι φοιτητές μου έχουν το θάρρος να διαφωνήσουν μαζί μου και να υπερασπιστούν με επιχειρήματα την άποψή τους. Τους δίνω την ελευθερία να κάνουν λάθη και να μάθουν από αυτά”. Πιστεύει πως καθήκον του δασκάλου είναι να “φυτέψει” αυτή την διανοητική περιέργεια στους μαθητές κάτι που θα τους χρειαστεί όχι μόνο στην επιστήμη τους αλλά και ως πολίτες της κοινωνίας του αύριο. “Ταυτόχρονα προσπαθώ να επικοινωνήσω στο προσωπικό του κέντρου όσα χρειάζονται προκειμένου να λειτουργούν πιο άνετα στα πλαίσια διεθνών συνεργασιών που είναι τόσο συνηθισμένες στην επιστήμη. Έχουμε σημειώσει εκπληκτική πρόοδο αλλά απομένουν αρκετά βήματα για να φτάσουμε στα διεθνή πρότυπα”.

Βασικός τομέας έρευνας του CAPP είναι η πειραματική ανίχνευση αξιονίων, που θα έριχναν φως στο μυστήριο της σκοτεινής ύλης. “Διαθέτουμε σήμερα την καλύτερη πειραματική διάταξη στον κόσμο για την ανίχνευση αυτού του σωματιδίου”. Παράλληλα οι ερευνητές του εργαστηρίου, αναπτύσσουν συστήματα πολύ υψηλής τεχνολογίας και για την μελέτη μιας άλλης κβαντικής της ηλεκτρικής διπολικής ροπής του πρωτονίου (proton EDM). Η ύπαρξή της θα αποτελούσε σαφή ένδειξη για την παραβίαση δυο θεμελιωδών συμμετριών της φύσης, η οποία πιθανότατα ευθύνεται για την επικράτηση της ύλης έναντι της αντιύλης λίγα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Σήμερα, το CERN στην Ελβετία μελετά το ενδεχόμενο να συμπεριλάβει αυτό το πείραμα στο ερευνητικό του πρόγραμμά.

Η Ν. Κορέα προσφέρει πολλές ευκαιρίες για όσους νέους θέλουν να δουλέψουν σε αυτό το αντικείμενο και προσπαθεί να δώσει έναν διεθνή χαρακτήρα στο ινστιτούτο με τη διοργάνωση κάθε χρόνο αρκετών συνεδρίων και ενός πολύ πετυχημένου θερινού σχολείου. “Ελπίζω πως περισσότεροι Έλληνες θα έρθουν στο ινστιτούτο και θα δουλέψουν σε ένα από τα πειράματα”.