Ο πιο γνωστός επιταχυντής σωματιδίων είναι ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων που βρίσκεται στο CERN στη Γενεύη. Ωστόσο, οι απαρχές αυτών των τεχνουργημάτων εντοπίζονται στη Γερμανία της δεκαετίας του 1940. Μια κομβική συνάντηση μεταξύ δύο επιστημόνων θα έθετε τα θεμέλια μιας νέας εποχής. Η τύχη έφερε τους Bruno Touschek και Rolf Wideroe να συναντηθούν το 1943 στο Βερολίνο.
Βιέννη, Μάιος του 1940. Ο δεκαεννιάχρονος Bruno Touschek, επειδή είναι κατά το ήμισυ εβραϊκής καταγωγής, έχει εκδιωχθεί από το πανεπιστήμιο σύμφωνα με τους νόμους της Νυρεμβέργης. Το όνειρό του, όμως, είναι να γίνει θεωρητικός φυσικός. Μελετούσε στο σπίτι με βιβλία που είχε δανειστεί από τη βιβλιοθήκη του πανεπιστημίου αλλά όσο ο πόλεμος μαινόταν, η ζωή γινόταν πιο δύσκολη και επικίνδυνη. Στις αρχές του 1942, ο Bruno μετακομίζει κρυφά στη Γερμανία, όπου έλπιζε να συνεχίσει τις σπουδές του. Πήγαινε σε διαλέξεις Φυσικής στα Πανεπιστήμια του Αμβούργου και του Βερολίνου. Επειδή, όμως, έπρεπε να βιοπορίζεται, δούλευε για τη Loewe-Opta, εταιρεία που προμήθευε με ηλεκτρονικό εξοπλισμό τον στρατό του Ράιχ, συμπεριλαμβανομένης της Αεροπορίας (RLM). Η εταιρεία διοικούταν από τον Karl A. Egerer, ο οποίος ήταν αρχισυντάκτης του επιστημονικού περιοδικού «Arkiv fur Elektrotechnik». Κάπως έτσι, μια μέρα του Φεβρουαρίου του 1943, ο Bruno γνωρίστηκε με τον Rolf Wideroe, ο οποίος είχε υποβάλει μερικούς μήνες πριν ένα άρθρο στο περιοδικό προς δημοσίευση.
Ο Wideroe παρακινήθηκε να γράψει αυτό το άρθρο όταν είχε διαβάσει στο Τρόντχαϊμ της Νορβηγίας, πριν γίνει η κατάληψή της από τους Γερμανούς το 1941, ένα από τα τελευταία τεύχη του περιοδικού «Physical Review». Σ’ αυτό το τεύχος υπήρχε ένα άρθρο του Donald Kerst, ο οποίος αναφερόταν στη λειτουργία ενός επιταχυντή ηλεκτρονίων, που αργότερα ονομάστηκε betatron. Σε αυτό το άρθρο ο Kerst αναφέρθηκε στην πρωτότυπη ιδέα του Wideroe για έναν αντίστοιχο επιταχυντή, ο οποίος ήταν το θέμα της διατριβής του. Αρκετούς μήνες μετά, στο Όσλο, ο γνωστός Νορβηγός φυσικός Roald Tangen ανέφερε τον άγνωστο Wideroe σε μια ομιλία του για τις τελευταίες εξελίξεις στους επιταχυντές σωματιδίων. Συμπτωματικά, ο Wideroe, ο οποίος είχε παρατήσει την ακαδημαϊκή έρευνα μετά το τέλος της διατριβής του, ήταν στο ακροατήριο. Η διάλεξη παρακίνησε τον Wideroe να ασχοληθεί εκ νέου με το μεγάλο του όνειρο, να σχεδιάσει και να κατασκευάσει έναν επιταχυντή σωματιδίων. Σύντομα, σχεδίασε έναν πιο ισχυρό επιταχυντή από εκείνον που είχε προτείνει ο Kerst και τον περιέγραψε σε ένα άρθρο που υπέβαλε στο «Arkiv» τον Σεπτέμβριο του 1942. Αρκετοί μήνες πέρασαν και ο Wideroe δεν είχε νέα από τον Egerer, τον αρχισυντάκτη του περιοδικού, αλλά την άνοιξη του 1943 τον προσέγγισαν στο Όσλο αξιωματικοί της Luftwaffe (Πολεμική Αεροπορία της Γερμανίας), οι οποίοι του ζήτησαν να πάει μαζί τους στο Βερολίνο για να συζητήσουν την ενδεχόμενη κατασκευή ενός επιταχυντή.
Αυτό που παρακίνησε τους Γερμανούς στρατιωτικούς να προσεγγίσουν τον Wideroe για να κατασκευάσει έναν επιταχυντή παρέμενε έως πρόσφατα μια άγνωστη πτυχή της Ιστορίας. Σε μερικά γράμματα, όμως, που έστειλε ο Touschek στην οικογένειά του αποκαλύπτει τους πραγματικούς λόγους αυτής της πρόσκλησης. Η ανάμειξη του Wideroe στα προγράμματα κατασκευής των betatron αποδεικνύεται από δύο γράμματα που έστειλε ο Touschek στην οικογένειά του στις 15 Φεβρουαρίου και 17 Ιουνίου του 1943. Στο πρώτο αναφέρει ότι, όταν σωματίδια επιταχύνονται σε υψηλές ενέργειες, πρέπει να ληφθούν υπόψη σχετικιστικές παράμετροι. Σημειώνει, μάλιστα, ότι διάβασε ένα άρθρο που δεν έδινε σημασία σε τέτοιου είδους παραμέτρους. Παρ’ όλο που δεν αναφέρει ρητά το όνομα του Wideroe, αρκετά στοιχεία συνηγορούν ότι αυτόν εννοούσε. Στο ίδιο γράμμα, αναφέρει τον ενθουσιασμό του Egerer σχετικά με την πιθανότητα να ενδιαφέρεται η Βέρμαχτ να χρηματοδοτήσει την κατασκευή ενός τέτοιου επιταχυντή, καθώς και το ενδιαφέρον του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ, του μεγαλύτερου φυσικού στη ναζιστική Γερμανία. Οι συγκυρίες οδήγησαν ώστε να γίνει γνωστή η δουλειά του Wideroe στον Χάιζενμπεργκ, κάτι που αποδεικνύεται και από την επίσκεψη των αξιωματικών της Luftwaffe στο Όσλο προκειμένου να πείσουν τον Wideroe να μεταβεί στο Βερολίνο.
Ο γερμανικός στρατός έκρινε ότι η κατασκευή των betatrons θα αποτελούσε ένα σημαντικό όπλο για τον πόλεμο, την περίφημη ακτίνα θανάτου. Η ισχυρή δέσμη ακτινοβολίας Χ που εξέπεμπαν οι επιταχυντές σωματιδίων θα μπορούσε να κατευθυνθεί στα αεροπλάνα του εχθρού με σκοπό να απενεργοποιήσει τις μηχανές τους. Ο Wideroe, από την άλλη, έλπιζε ότι η συμβολή του σε ένα τέτοιο πρόγραμμα θα έκανε καλύτερες τις συνθήκες διαβίωσης του αδερφού του Viggo, ο οποίος ήταν μέλος της νορβηγικής αντίστασης και ήταν κρατούμενος των ναζί. Αποδέχτηκε, επομένως, την πρόσκληση των Γερμανών αξιωματικών, θεωρώντας ταυτόχρονα ότι το όνειρό του να κατασκευαστεί ένας επιταχυντής σωματιδίων ήταν εφικτό. Στους επόμενους μήνες, ο Wideroe ξεκίνησε να συνομιλεί με τον Touschek, ο οποίος αναφέρει τον Wideroe στο δεύτερο γράμμα της 17ης Ιουνίου λέγοντας χαρακτηριστικά: «Νίκησα τους Νορβηγούς σε κάθε επίπεδο». Εννοούσε, προφανώς, τον τρόπο χειρισμού των σχετικιστικών παραμέτρων στη δημιουργία ενός επιταχυντή. Ενδεχομένως αυτό το γράμμα να στάλθηκε μετά από μια συνάντηση όπου εγκρίθηκε το σχέδιο του Wideroe και ταξινομήθηκε ως απόρρητο. Το γεγονός αυτό εξηγεί για ποιον λόγο δεν δημοσιεύτηκε ποτέ το άρθρο του Wideroe.
Μετά τον Ιούνιο, ο Touschek ενσωματώθηκε σε μια ομάδα που δούλευε στο Αμβούργο. Ο Wideroe επέστρεψε στη Νορβηγία για καλοκαίρι και μετά πήγε στη Γερμανία με μια νέα ιδέα για την κατασκευή του επιταχυντή. Σ’ αυτόν τον επιταχυντή υποστήριζε ότι θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια θα μπορούσαν να επιταχυνθούν σε αντίθετες κατευθύνσεις ώστε να συναντηθούν και, από τη σύγκρουση, να απελευθερώσουν τις ενέργειές τους. Η ιδέα αυτή είχε σημαντικές επιπτώσεις στην κατασκευή επιταχυντών στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα. Μοιράστηκε την ιδέα του με τον Touschek και στις 8 Σεπτεμβρίου ο Wideroe κατέθεσε μια πατέντα για την κατασκευή του. Στους επόμενους μήνες ξεκίνησε να δουλεύει. Τον Νοέμβριο και τον Δεκέμβριο ακολούθησαν βομβαρδισμοί στο Βερολίνο. Οι περιγραφές του Touschek είναι αποκαλυπτικές του κλίματος της εποχής, καθώς περιγράφει πώς περιδιαβαίνει ανάμεσα στα ερείπια της πόλης. Τον Σεπτέμβριο του 1944, το betatron ξεκίνησε να δουλεύει, αλλά το 1945 ο πόλεμος έφτανε στο τέλος του. Τον Μάρτιο δόθηκαν εντολές να μην πέσει ο επιταχυντής στα χέρια των Συμμάχων. Όντως, ο Touschek βοήθησε τον Wideroe να μεταφέρουν τον επιταχυντή στην επαρχία. Κατά την επιστροφή του στο Αμβούργο, ο Touschek συνελήφθη από την Γκεστάπο και φυλακίστηκε στο στρατόπεδο συγκέντρωσης Fuhlsbüttel. Γλίτωσε τον θάνατο και απελευθερώθηκε μετά το τέλος του πολέμου.
Διαφορετική μοίρα περίμενε τους δύο φίλους μετά τον πόλεμο. Ο Wideroe επέστρεψε στη Νορβηγία και λίγες μέρες μετά τον συνέλαβαν με την κατηγορία της συνεργασίας με τους ναζί. Τελικά αθωώθηκε με βαρύ πρόστιμο. Το ενδιαφέρον του παρέμεινε στους επιταχυντές, μόνο που στόχος του ήταν να αξιοποιηθούν στην Ιατρική. Τελικά, μετέβη στην Ελβετία. Όσο για τον Touschek, ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Γκέτινγκεν και πήρε το διδακτορικό του στη Γλασκώβη. Εργάστηκε στην κατασκευή ενός συγχροτρόνιου υπό τις οδηγίες του Philip Dee. Το βόρειο κλίμα, όμως, δεν του ταίριαζε. Το 1952 πήγε στη Ρώμη. Τον Φεβρουάριο του 1960 πρότεινε την κατασκευή του πρώτου επιταχυντή ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, ο οποίος κατασκευάστηκε στα Εθνικά Εργαστήρια Frascati, κοντά στη Ρώμη. Ο επιταχυντής μεταφέρθηκε αργότερα στη Laboratoire de l’ Accélérateur Linéaire, κοντά στο Παρίσι, και εκεί, το 1963, αποδείχτηκε ότι είχε επιτευχθεί μετωπική σύγκρουση σωματιδίων και αντισωματιδίων. Μέσα από τέτοιες συγκυριακές διασταυρώσεις και διαφορετικές προθέσεις άνοιξε ο δρόμος για τη σύγχρονη Σωματιδιακή Φυσική.
Δημήτρης Πετάκος
