Takmer pred siedmimi rokmi začali členovia stavebného tímu v rámci trojmiliardového projektu DUNE hĺbiť tri podzemné jaskyne dlhé necelých 150 metrov a dostatočne vysoké na to, aby sa do nich zmestila sedemposchodová budova. Každá jaskyňa bude schopná uskladniť detektory, ktoré fyzikom z Fermilabu pomôžu zaznamenávať miniatúrne častice známe ako neutrína.
Ide o elementárne častice, ktoré sa nachádzajú všade okolo nás a dokonca nami aj prechádzajú. Ich zdrojom sú supernovy, slnečné žiarenie, no produkujú ho napríklad aj banány. „Ak zdvihnete ruku, každú sekundu ňou prejde desať miliárd neutrín zo Slnka,“ vysvetlila pre Business Insider fyzička Mary Bishaiová a hovorkyňa pre projekt DUNE.
Neutrínam chýba elektrický náboj a preto len zriedka interagujú s objektmi, s ktorými prichádzajú do kontaktu. Táto skutočnosť vedcom výskum značne sťažuje, no nevzdávajú to. Záhadné častice totiž môžu byť kľúčom k odhaleniu mnohých tajomstiev vesmíru.
Jedinečný projekt
DUNE umožní fyzikom z Fermilabu študovať neutrína detailnejšie než kedykoľvek predtým, pretože budú mať k dispozícií najväčšie detektory neutrín svojho druhu, aké boli kedy postavené.
Experiment sa začne v urýchľovačoch častíc Fermilabu umiestnených kúsok za Chicagom v štáte Illinois. Ich úlohou bude vystreliť mimoriadne silný lúč neutrín cez detektor umiestnený v Sanfordskom podzemnom výskumom stredisku v Južnej Dakote.
Počas takmer 1 300-kilometrovej cesty urobia neutrína niečo zvláštne – začnú oscilovať. Ide o jav, keď sa existujúce tri typy neutrín, známe ako „príchute“, navzájom premieňajú. Jeden vedec z Fermilabu to prirovnal k javu, keď by sa mačka zmenila na jaguára, potom na tigra a opäť do pôvodnej formy.
Pozorovanie tejto premeny na linke medzi Illinois a Južnou Dakotou ju vedcom pomôže lepšie pochopiť, pretože im poskytne viac údajov než súčasný 800-kilometrový projekt NOvA, ktorý má takisto pod palcom Fermilab.
Odhaľovanie záhad vesmíru
Vedci dúfajú, že im projekt DUNE zodpovie tri hlavné otázky:
- Prečo je vesmír zložený z hmoty namiesto antihmoty?
- Čo sa deje, keď hviezda kolabuje?
- Rozpadajú sa protóny?
„Hneď po Veľkom tresku vzniklo takmer rovnaké množstvo hmoty a antihmoty,“ podotkla Bishaiová s tým, že dnes je vesmír do veľkej miery tvorený z hmoty. Lúč DUNE je navrhnutý tak, aby vytváral neutrína aj ich antihmotu – antineutrína. Pozorovanie oscilácií v každom type môže vedcom pomôcť zistiť, čo sa po Veľkom tresku stalo s antihmotou.
Projekt sa zameria aj na supernovy. Astronómovia v roku 1987 pozorovali jednu takúto explóziu, no detektory dokázali v tom čase zaznamenať iba niekoľko desiatok neutrín. Detektor, ktorý je súčasťou DUNE, by ich mohol zachytiť tisíce a poskytnúť vedcom poznatky o tom, ako sa formujú čierne diery či neutrónové hviezdy.
V neposlednom rade sa chcú vedci zamerať na záhadný rozpad protónov, ktorý zatiaľ existuje iba v teórií. Protóny sú malé, pozitívne nabité častice, nachádzajúce sa v atómových jadrách. Pozorovanie ich rozpadu by ovplyvnilo hypotézu Alberta Einsteina, že jediná teória by mohla zjednotiť všetky sily v prírode. Bishaiová v tejto súvislosti dodala, že jednou z úloh detektorov neutrín bude pátrať po rôznych známkach rozpadu protónov.
Ďalšie dôležité správy
