Tudósok versenye a Világegyetem létezésének titkának felfedezéséért
A dél-dakotai erdők fölött, a ködös magasságokban elhelyezkedő laboratóriumban tudósok dolgoznak a tudomány egyik legnagyobb kérdésének megválaszolásán: miért létezik a Univerzumnak? Ez a kutatás egy versenyt jelent a japán tudósokkal, akik már több év előnnyel rendelkeznek. A jelenlegi elméletek, amelyek a Univerzum keletkezését próbálják magyarázni, nem képesek megindokolni a körülöttünk látható bolygók, csillagok és galaxisok létezését. Mindkét kutatócsoport subatomikus részecskéket, az úgynevezett neutrínókat tanulmányozó detektorokat épít, abban a reményben, hogy újabb válaszokat találhatnak.
Az Egyesült Államok által vezetett nemzetközi együttműködés a Deep Underground Neutrino Experiment, azaz a DUNE projekt keretében folytatja munkáját. A tudósok 1,500 méter mélyen, három hatalmas földalatti barlangban dolgoznak, ahol a környezeti zaj és sugárzás hatásaitól elzárva végezhetik kutatásaikat. A Sanford Underground Research Facility (SURF) építési igazgatója, Dr. Jaret Heise, aki már közel tíz éve részt vesz a barlangok kialakításában, a hatalmas üregeket „a tudomány katedrálisaként” írja le. A DUNE projekt most elérkezett a következő szakaszhoz, ahol az elképzelésük szerint olyan detektort építenek, amely megváltoztathatja a Univerzummal kapcsolatos megértésünket. A projektben több mint 1,400 tudós vesz részt 35 ország képviseletében, akik mindannyian azt a kérdést keresik, hogy miért létezünk.
A Univerzum keletkezésekor kétféle részecske jött létre: az anyag, amelyből a csillagok, bolygók és minden más készült, és az antimatter, amely az anyag pontos ellentéte. Elméletileg a kettőnek ki kellett volna oltania egymást, és csak egy hatalmas energiarobbanás maradt volna. Ennek ellenére itt vagyunk – mint az anyag. A tudósok úgy vélik, hogy a válasz arra, hogy miért győzött az anyag, és így létezünk, a neutrínó és az antimatter ellentéte, az anti-neutrínó tanulmányozásában rejlik. A kutatók Illinois állam földalatti laboratóriumából mindkétféle részecske sugárzását indítják el, hogy az South Dakota-i detektorokhoz elérjenek, amely körülbelül 800 mérföldre található. A kutatás során a neutrínók és anti-neutrínók kismértékben megváltoznak, és a tudósok azt szeretnék kideríteni, hogy ezek a változások eltérőek-e a két részecske esetében. Ha eltérnek, az válaszokat adhat arra, hogy miért nem oltják ki egymást az anyag és antimatter.
A DUNE projekt nemzetközi együttműködés, amelyben 1,400 tudós dolgozik harminc különböző országból. Közöttük van Dr. Kate Shaw a Sussexi Egyetemről, aki elmondta, hogy a várható felfedezések „átformálóak” lesznek a Univerzummal és az emberiség önmagáról alkotott képével kapcsolatos megértésünk szempontjából. „Nagyon izgalmas, hogy most itt vagyunk a technológiával, a mérnöki tudással és a számítógépes szoftveres készségekkel, hogy valóban foglalkozhassunk ezekkel a nagy kérdésekkel” – mondta.
Egy másik kontinensen, a japán tudósok fénylő arany gömböket használnak, hogy ugyanezekre a kérdésekre keressenek válaszokat. A Hyper-K néven ismert projekt, amely a már létező neutrínó detektoruk, a Super-K nagyobb és jobb verziója lesz, szintén nemzetközi együttműködés keretében valósul meg. A japán vezetésű csapat kevesebb mint három éven belül készen áll a neutrínó sugárzás aktiválására, ami jóval korábban történik, mint az amerikai projekt esetében. Dr. Mark Scott, a London Imperial College tudósa úgy véli, hogy csapatuk élen járhat a Univerzum keletkezéséről szóló egyik legnagyobb felfedezésben. „Korábban kapcsoljuk be a rendszert, és nagyobb detektorunk van, így hamarabb nagyobb érzékenységre számíthatunk, mint a DUNE” – mondta.
Bár a verseny látható, Dr. Linda Cremonesi, a Queen Mary Egyetem munkatársa, aki a DUNE projekten dolgozik, úgy véli, hogy az első helyezettség nem biztos, hogy teljes képet ad arról, mi is zajlik valójában. „Van egy versenyhelyzet, de a Hyper-K még nem rendelkezik minden szükséges elemmel ahhoz, hogy megértse, a neutrínók és anti-neutrínók viselkedése különböző-e.” A verseny tehát zajlik, de az első eredményekre még évekig várni kell. A kérdés, hogy mi is történt a teremtés kezdetén, hogy létrejöhessünk, egyelőre rejtély marad.
