Οι επιστήμονες βρίσκονται σε έναν αγώνα δρόμου για να ανακαλύψουν γιατί υπάρχει το Σύμπαν μας

Σύνταξη – επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης

Μέσα σε ένα εργαστήριο φωλιασμένο πάνω από την ομίχλη των δασών της Νότιας Ντακότα, οι επιστήμονες αναζητούν την απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της επιστήμης: γιατί υπάρχει το Σύμπαν μας;

Βρίσκονται σε αγώνα δρόμου για την απάντηση με μια ξεχωριστή ομάδα Ιαπώνων επιστημόνων – που είναι αρκετά χρόνια μπροστά. Η τρέχουσα θεωρία για το πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν 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.

Η διεθνής συνεργασία υπό την ηγεσία των ΗΠΑ ελπίζει ότι η απάντηση βρίσκεται βαθιά κάτω από τη γη, στο εύστοχα ονομαζόμενο Deep Underground Neutrino Experiment (Dune).

Οι επιστήμονες θα ταξιδέψουν 1.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια σε τρία τεράστια υπόγεια σπήλαια. Είναι τέτοια η κλίμακα, που τα συνεργεία κατασκευών και οι μπουλντόζες τους φαίνονται σαν μικρά πλαστικά παιχνίδια σε σύγκριση. Ο επιστημονικός διευθυντής αυτής της εγκατάστασης, Δρ Jaret Heise περιγράφει τα γιγάντια σπήλαια ως «καθεδρικούς ναούς της επιστήμης».

Ο Δρ Heise συμμετείχε στην κατασκευή αυτών των σπηλαίων στο Sanford Underground Research Facility (Surf) για σχεδόν δέκα χρόνια, σφραγίζοντας το Dune από το θόρυβο και την ακτινοβολία από τον επάνω κόσμο. Τώρα, το Dune είναι πλέον έτοιμο για το επόμενο στάδιο.
«Είμαστε έτοιμοι να κατασκευάσουμε τον ανιχνευτή που θα αλλάξει την κατανόησή μας για το Σύμπαν με όργανα που θα αναπτυχθούν από μια συνεργασία περισσότερων από 1.400 επιστημόνων, από 35 χώρες, που είναι πρόθυμοι να απαντήσουν στο ερώτημα γιατί υπάρχουμε», λέει.

Όταν ξεκίνησε η δημιουργία του Σύμπαντος υπήρχαν δύο είδη σωματιδίων: η ύλη – από την οποία είναι φτιαγμένα τα άστρα, οι πλανήτες και τα πάντα γύρω μας – και σε ίσες ποσότητες η αντιύλη, το ακριβώς αντίθετο της ύλης. Θεωρητικά οι δυο τους θα έπρεπε να είχαν ακυρώσει η μία την άλλη, αφήνοντας πίσω τίποτα άλλο παρά μια μεγάλη έκρηξη ενέργειας. Κι όμως, εδώ είμαστε – ως ύλη.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η απάντηση στην κατανόηση του γιατί η ύλη κέρδισε – και υπάρχουμε – βρίσκεται στη μελέτη ενός σωματιδίου που ονομάζεται νετρίνο και της αντιύλης απέναντι του, του αντινετρίνου.
Οι ερευνητές θα εκτοξεύουν δέσμες και των δύο ειδών σωματιδίων από τα βαθιά υπόγεια στο Ιλινόις προς ανιχνευτές τοποθετημένους στη Νότια Ντακότα, 800 μίλια μακριά. Καθώς ταξιδεύουν, τα νετρίνα και τα αντινετρίνα αλλάζουν ελαφρώς. Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν εάν αυτές οι αλλαγές είναι διαφορετικές για τα νετρίνα και τα αντινετρίνα. Αν ναι, θα μπορούσε να τους οδηγήσει στην απάντηση γιατί η ύλη και η αντιύλη δεν αλληλοεξουδετερώνονται.

Το Dune είναι μια διεθνής συνεργασία, στην οποία συμμετέχουν 1.400 επιστήμονες από τριάντα χώρες. Ανάμεσά τους είναι η Δρ Kate Shaw από το Πανεπιστήμιο του Sussex, η οποία είπε στο BBC ότι οι ανακαλύψεις που θα προκύψουν θα είναι «μεταμορφωτικές» για την κατανόησή μας για το Σύμπαν καθώς και την άποψη της ανθρωπότητας για τον εαυτό της. «Είναι πραγματικά συναρπαστικό που βρισκόμαστε εδώ τώρα με την τεχνολογία, τη μηχανική, τις δεξιότητες λογισμικού υπολογιστών για να είμαστε πραγματικά σε θέση να επιτεθούμε σε αυτά τα μεγάλα ερωτήματα», είπε.

Μισό κόσμο μακριά, Ιάπωνες επιστήμονες χρησιμοποιούν λαμπερές χρυσές σφαίρες για να αναζητήσουν τις ίδιες απαντήσεις. Το ερευνητικό τους κέντρο λάμπει σε όλο του το μεγαλείο, είναι σα ναός της επιστήμης που αντικατοπτρίζει τον καθεδρικό ναό στη Νότια Ντακότα, 9.650 χλμ. μακριά. Οι επιστήμονες κατασκευάζουν το Hyper-K – το οποίο θα είναι μια μεγαλύτερη και καλύτερη έκδοση του υπάρχοντος ανιχνευτή νετρίνων Super-K.

Η ομάδα, υπό την ηγεσία της Ιαπωνίας, θα είναι έτοιμη να ενεργοποιήσει τη δέσμη νετρίνων της σε λιγότερο από τρία χρόνια, αρκετά χρόνια νωρίτερα από το αμερικανικό έργο. Ακριβώς όπως το Dune, το Hyper-K είναι μια διεθνής συνεργασία. Ο Δρ Mark Scott του Imperial College του Λονδίνου πιστεύει ότι η ομάδα του είναι σε θέση να κάνει μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις που έγιναν ποτέ για την προέλευση του Σύμπαντος. «Ενεργοποιούμε νωρίτερα και έχουμε μεγαλύτερο ανιχνευτή, επομένως θα πρέπει να έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία και αποτελέσματα νωρίτερα από το Dune», λέει. Η εκτέλεση και των δύο πειραμάτων μαζί σημαίνει ότι οι επιστήμονες θα μάθουν περισσότερα από ό,τι θα μάθαιναν με ένα μόνο, αλλά, ο Scott λέει: «Θα ήθελα να φτάσω εκεί πρώτα!»

Όμως η Δρ Linda Cremonesi, από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, που εργάζεται για το έργο Dune, λέει ότι το να φτάσει κανείς εκεί πρώτα, μπορεί να μην δώσει στην ομάδα υπό την ηγεσία της Ιαπωνίας, την πλήρη εικόνα του τι πραγματικά συμβαίνει. «Υπάρχει ένα στοιχείο αγώνα δρόμου, αλλά το Hyper K δεν έχει ακόμη όλα τα συστατικά που χρειάζονται για να καταλάβει εάν τα νετρίνα και τα αντινετρίνα συμπεριφέρονται διαφορετικά». Ο αγώνας μπορεί να είναι σε εξέλιξη, αλλά τα πρώτα αποτελέσματα αναμένονται μετά από μερικά χρόνια. Το ερώτημα τι ακριβώς συνέβη στην αρχή του χρόνου που μας έφερε στην ύπαρξη παραμένει ένα μυστήριο – προς το παρόν.

Πηγή: BBC News