Γιατί υπάρχει το Σύμπαν: Αγώνας δρόμου από δύο ομάδες επιστημόνων να λύσουν το μεγαλύτερο μυστήριο της ανθρωπότητας

Μέσα στα δάση της Νότιας Ντακότα επιστήμονες προσπαθούν να λύσουν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της ανθρωπότητας και της επιστήμης: Γιατί υπάρχει το Σύμπαν μας;

Την ίδια ώρα στο αιώνιο αυτό ερώτημα για το Σύμπαν προσπαθούν να απαντήσουν και Ιάπωνες επιστήμονες, οι οποίοι σύμφωνα με το BBC βρίσκονται έτη μπροστά.

Η τρέχουσα θεωρία για το πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν δεν μπορεί να εξηγήσει την ύπαρξη των πλανητών, των αστεριών και των γαλαξιών που υπάρχουν 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 στο υπέδαφος, στο Βαθύ Υπόγειο Πείραμα Νετρίνων (Deep Underground Neutrino Experiment – Dune).

Οι επιστήμονες θα ταξιδέψουν 1.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, μέσα σε τρία τεράστια υπόγεια σπήλαια. Η κλίμακα είναι τέτοια που τα συνεργεία κατασκευής και οι μπουλντόζες μοιάζουν με μικρά πλαστικά παιχνίδια παρατηρεί το BBC. 

Ο επιστημονικός διευθυντής αυτής της εγκατάστασης, Δρ. Τζάρετ Χέιζ, περιγράφει τα γιγάντια σπήλαια ως «καθεδρικούς ναούς της επιστήμης».

Ο Δρ. Χέιζ ασχολείται με την κατασκευή αυτών των σπηλαίων εδώ και σχεδόν δέκα χρόνια και πλέον το Dune είναι έτοιμο για το επόμενο στάδιο.

«Είμαστε έτοιμοι να κατασκευάσουμε τον ανιχνευτή που θα αλλάξει την αντίληψή μας για το Σύμπαν με όργανα που θα αναπτυχθούν από τη συνεργασία περισσότερων από 1.400 επιστημόνων από 35 χώρες, οι οποίοι είναι πρόθυμοι να απαντήσουν στο ερώτημα “γιατί υπάρχουμε“», λέει.

Όταν δημιουργήθηκε 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, δηλαδή το ακριβώς αντίθετο της ύλης.

Θεωρητικά, τα δύο θα έπρεπε να είχαν αλληλοεξουδετερωθεί, αφήνοντας μόνο μια μεγάλη έκρηξη ενέργειας. Ωστόσο, βρισκόμαστε εδώ – ως ύλη.

Το επάνω γραφικό είναι ένας χάρτης και δείχνει τη θέση του ανιχνευτή της δέσμης νετρίνων στο Ιλινόις και την ευθεία διαδρομή 800 μιλίων που ακολουθεί υπόγεια προς τη Νότια Ντακότα. 

Ακολουθεί ένα διάγραμμα ενός από τους ανιχνευτές δίπλα στον οποίο βρίσκεται ένας διώροφος δίαυλος που φαίνεται πολύ μικρός σε σύγκριση για να φανεί η κλίμακα. Η λεζάντα αναφέρει ότι ο ανιχνευτής έχει έξι φορές το μήκος του δίαυλου.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η απάντηση στο γιατί η ύλη νίκησε – και γιατί υπάρχουμε – βρίσκεται στη μελέτη του νετρίνου και της αντιύλης που είναι το αντίθετό του, το αντινετρίνο.

Θα εκτοξεύουν δέσμες και των δύο ειδών σωματιδίων βαθιά μέσα στη γη στο Ιλινόις προς τους ανιχνευτές στη Νότια Ντακότα, 800 μίλια μακριά.

Αυτό συμβαίνει επειδή καθώς ταξιδεύουν, τα νετρίνα και τα αντινετρίνα αλλάζουν ελάχιστα.

Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν αν αυτές οι αλλαγές είναι διαφορετικές για τα νετρίνα και τα αντινετρίνα. Αν ναι, αυτό θα μπορούσε να τους οδηγήσει στην απάντηση στο γιατί η ύλη και η αντιύλη δεν αλληλοεξουδετερώνονται.

Στην άλλη άκρη του κόσμου, Ιάπωνες επιστήμονες χρησιμοποιούν εκατοντάδες λαμπερές χρυσές σφαίρες για να αναζητήσουν τις ίδιες απαντήσεις. Οι επιστήμονες κατασκευάζουν το Hyper-K, το οποίο θα είναι μια μεγαλύτερη και καλύτερη έκδοση του υπάρχοντος ανιχνευτή νετρίνων τους, Super-K.

Η ομάδα, υπό την ηγεσία των Ιαπώνων, θα είναι έτοιμη να ενεργοποιήσει τη δέσμη νετρίνων σε λιγότερο από τρία χρόνια, αρκετά χρόνια νωρίτερα από το αμερικανικό έργο. Όπως και το Dune, το Hyper-K είναι μια διεθνής συνεργασία.

Ο Δρ Μαρκ Σκοτ ​​του Imperial College στο Λονδίνο πιστεύει ότι η ομάδα του βρίσκεται σε πλεονεκτική θέση για να κάνει μία από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις που έχουν γίνει ποτέ σχετικά με την προέλευση του Σύμπαντος.

«Ανοίγουμε νωρίτερα και έχουμε μεγαλύτερο ανιχνευτή, οπότε θα πρέπει να έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία νωρίτερα από τον Dune», λέει.

Το γεγονός ότι και τα δύο πειράματα εκτελούνται ταυτόχρονα σημαίνει ότι οι επιστήμονες θα μάθουν περισσότερα από ό,τι θα μάθαιναν με ένα μόνο πείραμα, αλλά, λέει: «Θα ήθελα να το ανακαλύψω πρώτος!».