Μέσα σε ένα εργαστήριο στα δάση της Νότιας Ντακότα, επιστήμονες αναζητούν την απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα: γιατί υπάρχει το Σύμπαν; Και προσπαθούν να τη βρουν νωρίτερα από μία ομάδα Ιαπώνων συναδέλφων τους, οι οποίοι έχουν προβάδισμα αρκετών ετών.
Η τρέχουσα θεωρία για τη δημιουργία του Σύμπαντος δεν μπορεί να εξηγήσει την ύπαρξη των πλανητών, των άστρων και των γαλαξιών που βλέπουμε γύρω μας. Και οι δύο ομάδες κατασκευάζουν ανιχνευτές που μελετούν ένα υποατομικό σωματίδιο που ονομάζεται νετρίνο, με την ελπίδα να βρουν απαντήσεις, αναφέρει το BBC News.
Το πείραμα DUNE
Η διεθνής συνεργασία υπό την ηγεσία των ΗΠΑ ελπίζει ότι η απάντηση βρίσκεται βαθιά κάτω από το έδαφος, στο πείραμα Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).
Οι επιστήμονες θα ταξιδέψουν 1.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης σε τρεις τεράστιες υπόγειες σπηλιές, τις οποίες ο επιστημονικός διευθυντής της εγκατάστασης, Δρ. Jaret Heise, περιγράφει ως «καθεδρικούς ναούς της επιστήμης».
Ο Δρ. Heise συμμετέχει στην κατασκευή αυτών των σπηλιών στο Υπόγειο Κέντρο Ερευνών Σάνφορντ (Sanford Underground Research Facility ή SURF) εδώ και σχεδόν δέκα χρόνια, προκειμένου το DUNE να απομονωθεί από τον θόρυβο και την ακτινοβολία του έξω κόσμου. Τώρα, το πείραμα είναι έτοιμο για το επόμενο στάδιο.
«Είμαστε έτοιμοι να κατασκευάσουμε τον ανιχνευτή που θα αλλάξει την κατανόησή μας για το Σύμπαν με όργανα που θα χρησιμοποιηθούν από μια ομάδα περισσότερων από 1.400 επιστημόνων από 35 χώρες, οι οποίοι είναι πρόθυμοι να απαντήσουν στο ερώτημα του γιατί υπάρχουμε», λέει.
Ύλη και αντιύλη
Όταν γεννήθηκε το Σύμπαν, δημιουργήθηκαν δύο είδη σωματιδίων: η ύλη – από την οποία αποτελούνται τα αστέρια, οι πλανήτες και όλα όσα μας περιβάλλουν – και, σε ίσες ποσότητες, η αντιύλη, το ακριβώς αντίθετο της ύλης.
Θεωρητικά, τα δύο θα έπρεπε να έχουν αλληλοεξουδετερωθεί, αφήνοντας πίσω μόνο μια μεγάλη έκρηξη ενέργειας. Και όμως, εμείς εξακολουθούμε να υπάρχουμε – ως ύλη.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η απάντηση στο ερώτημα γιατί κέρδισε η ύλη – και γιατί υπάρχουμε – βρίσκεται στη μελέτη ενός σωματιδίου που ονομάζεται νετρίνο και του αντίθετου σωματιδίου του, του αντινετρίνο.
Θα εκτοξεύσουν δέσμες και των δύο ειδών σωματιδίων από τα βάθη του εδάφους στο Ιλινόις προς τους ανιχνευτές στη Νότια Ντακότα, 1.300 χιλιόμετρα μακριά. Καθώς ταξιδεύουν, τα νετρίνα και τα αντινετρίνα αλλάζουν ελαφρώς. Οι επιστήμονες θέλουν να ανακαλύψουν αν αυτές οι αλλαγές είναι διαφορετικές για τα νετρίνα και τα αντινετρίνα. Αν είναι, αυτό θα μπορούσε να τους οδηγήσει στην απάντηση του γιατί η ύλη και η αντιύλη δεν αλληλοεξουδετερώνονται.
Το ιαπωνικό Hyper-K
Στην άλλη άκρη του κόσμου, 9.650 χιλιόμετρα μακριά, Ιάπωνες επιστήμονες έχουν γεμίσει έναν εξίσου μεγάλο και επιβλητικό χώρο με λαμπερές χρυσές σφαίρες για να αναζητήσουν τις ίδιες απαντήσεις. Εκεί κατασκευάζουν το Hyper-K, που θα είναι μια μεγαλύτερη και καλύτερη έκδοση του υπάρχοντος ανιχνευτή νετρίνων, Super-K.
Ο χώρος στην Ιαπωνία όπου κατασκευάζεται ο ανιχνευτής νετρίνων Hyper-K
Kamioka/ICRR/Tokyo University
Η ιαπωνική ομάδα θα είναι έτοιμη να ενεργοποιήσει τη δέσμη νετρίνων σε λιγότερο από τρία χρόνια, αρκετά χρόνια νωρίτερα από το αμερικανικό πρότζεκτ. Όπως και το DUNE, το Hyper-K είναι μια διεθνής συνεργασία. Ο Δρ. Mark Scott του Imperial College του Λονδίνου πιστεύει ότι η ομάδα του βρίσκεται σε πλεονεκτική θέση για να κάνει μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις για την προέλευση του Σύμπαντος.
«Θα ξεκινήσουμε νωρίτερα και έχουμε μεγαλύτερο ανιχνευτή, οπότε θα πρέπει να έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία νωρίτερα απ’ ό,τι το DUNE», λέει.
Το γεγονός ότι και τα δύο πειράματα θα διεξάγονται ταυτόχρονα σημαίνει ότι οι επιστήμονες θα μάθουν περισσότερα από ό,τι θα μάθαιναν με ένα μόνο, αλλά, όπως λέει, «θα ήθελα να φτάσω πρώτος!»
Ο αγώνας μπορεί να έχει ξεκινήσει, αλλά τα πρώτα αποτελέσματα αναμένονται σε λίγα χρόνια. Το ερώτημα για το τι ακριβώς συνέβη στην αρχή του χρόνου και μας έφερε στην ύπαρξη παραμένει μυστήριο – προς το παρόν.
