Tudósok versenyfutása az Univerzum létezésének titkának megfejtéséért
Dél-Dakota erdőségének fölött, egy laboratóriumban tudósok dolgoznak azon, hogy választ találjanak a tudomány egyik legnagyobb kérdésére: miért létezik a Világegyetem? A válasz keresésében egy japán tudósokból álló csapattal versenyeznek, akik már néhány év előnyben vannak. A jelenlegi elmélet, amely megpróbálja magyarázni a Világegyetem keletkezését, nem tudja megválaszolni, hogyan jöttek létre a bolygók, csillagok és galaxisok, amelyek körülöttünk találhatók. Mindkét csapat olyan detektorokat épít, amelyek egy subatomikus részecskét, a neutrínót vizsgálják, abban a reményben, hogy választ találhatnak. Az Egyesült Államok által vezetett nemzetközi együttműködés a Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) névre keresztelt projekt keretein belül arra számít, hogy a válasz a föld mélyén található.
A tudósok 1500 méter mélyen fognak dolgozni három óriási földalatti barlangban, ahol a méretek olyan hatalmasak, hogy a munkagépek és buldózerek apró műanyag játékoknak tűnnek. A létesítmény tudományos igazgatója, Dr. Jaret Heise a barlangokat „a tudomány katedrálisainak” nevezi. Dr. Heise már közel tíz éve részt vesz a Sanford Underground Research Facility (SURF) barlangjainak építésében, amelyek elzárják a DUNE projektet a felszíni zajoktól és sugárzástól. A DUNE most készen áll a következő szakaszra. „Készen állunk arra, hogy felépítsük azt a detektort, amely megváltoztatja a Világegyetemről alkotott képünket, olyan eszközökkel, amelyeket több mint 1400 tudós együttműködése valósít meg 35 országból, akik arra kíváncsiak, hogy miért létezünk” – mondta.
A Világegyetem keletkezésekor kétféle részecske keletkezett: az anyag – amelyből a csillagok, bolygók és minden más körülöttünk lévő dolog áll – és az antimatter, amely az anyag pontos ellentéte. Elméletileg a kettőnek ki kellett volna oltania egymást, így csak egy nagy energiafelvillanás maradt volna. Mégis, itt vagyunk – mint anyag. A tudósok úgy vélik, hogy a válasz arra, hogy miért győzött az anyag – és miért létezünk – a neutrínó és annak antimatter ellentéte, az anti-neutrínó vizsgálatában rejlik. A kutatók mindkét típusú részecskét mélyen Illinois államban a DUNE detektoraiba irányítják, amely több mint 800 mérföldre (kb. 1287 kilométer) található. Ennek az az oka, hogy a neutrínók és anti-neutrínók utazás közben apró változásokon mennek keresztül. A tudósok azt szeretnék megtudni, hogy ezek a változások különböznek-e a neutrínók és az anti-neutrínók esetében. Ha igen, ez segíthet megérteni, hogy miért nem oltják ki egymást az anyag és antimatter.
A DUNE egy nemzetközi együttműködés, amely 1400 tudóst foglal magában harminc országból. Közöttük van Dr. Kate Shaw, a Sussexi Egyetem tudósa, aki elmondta, hogy a várható felfedezések „átfogóan” megváltoztatják a Világegyetemről alkotott képünket és az emberi önértékelést. „Igazán izgalmas, hogy itt vagyunk most, a technológiával, a mérnöki tudással és a számítógépes szoftveres ismeretekkel, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy komolyan foglalkozzunk ezekkel a nagy kérdésekkel” – tette hozzá.
A világ másik felén japán tudósok ragyogó arany gömböket használnak, hogy ugyanazokra a kérdésekre keressenek válaszokat. A Hyper-K néven ismert projekt, amely egy nagyobb és jobb változata a már létező neutrínó detektoruknak, a Super-K-nak, 6000 mérföldre (9650 km) található. A japán vezetésű csapat kevesebb mint három év múlva kész lesz a neutrínó sugárzás aktiválására, ami néhány évvel korábban van, mint az amerikai projekt. Hasonlóan a DUNE-hoz, a Hyper-K is nemzetközi együttműködés keretein belül valósul meg. Dr. Mark Scott, az Imperial College London munkatársa úgy véli, hogy csapatuk az élen áll abban, hogy felfedezzenek valamit a Világegyetem eredetéről. „Korábban kapcsolunk be, és nagyobb detektorunk van, tehát hamarabb leszünk érzékenyebbek, mint a DUNE” – mondja.
Bár a verseny folyik, Dr. Linda Cremonesi, a Queen Mary University of London munkatársa, aki a DUNE projekten dolgozik, úgy véli, hogy az elsőként való megérkezés nem biztos, hogy teljes képet ad a valóságról. „Van egy versenyszellem, de a Hyper-K még nem rendelkezik minden szükséges elemmel, hogy megértsék, a neutrínók és az anti-neutrínók viselkedése eltérő-e.” Jelenleg a kérdés, hogy mi történt az idő kezdete előtt, hogy elhozza a létezésünket, továbbra is rejtély marad. A válaszok keresése folytatódik, és a tudományos közösség izgatottan várja a következő éveket, amikor a két projekt első eredményeit bemutatják.
