Του Κώστα Δεληγιάννη
Από τις εγκαταστάσεις του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN), στα σύνορα Ελβετίας και Γαλλίας, «περνά» ένα πείραμα-σταθμός που προετοιμάζεται στην άλλη άκρη του Ατλαντικού, για τη μελέτη των νετρίνων.
Το πείραμα ονομάζεται DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) και αποτελεί μία από τις σημαντικότερες προσπάθειες που βρίσκονται στα σκαριά, για την εξέταση των ιδιοτήτων των νετρίνων.
Αναμένεται να ξεκινήσει το 2022, αφού πρώτα ολοκληρωθούν με επιτυχία στο CERN οι δοκιμές της τεχνολογίας στην οποία θα βασισθούν οι δύο πιο κρίσιμες διατάξεις του πειράματος, δηλαδή οι ανιχνευτές των σωματιδίων.
Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν πολύ σπάνια με την ύλη, αφού για παράδειγμα ένα τέτοιο σωματίδιο μπορεί να διαπεράσει ανεπηρέαστο ολόκληρη τη Γη. Έτσι, έχουν αποκτήσει το παρατσούκλι «σωματίδιο-φάντασμα» από την επιστημονική κοινότητα.
Την ίδια στιγμή, αποτελούν το δεύτερο σε αφθονία θεμελιώδες σωματίδιο στο σύμπαν, ενώ έχουν απειροελάχιστη μάζα και μηδενικό φορτίο. Διακρίνονται σε τρία είδη (ταυ, μιονίου και ηλεκτρονίου), γνωστά και ως «γεύσεις», που δεν παραμένουν σταθερές.
Έτσι, αν μία δέσμη σωματιδίων διασχίσει μια απόσταση ανάμεσα σε δύο σημεία, τότε ένα ποσοστό τους θα μετασχηματισθεί («ταλαντωθεί») πριν φθάσει στον τελικό προορισμό, αλλάζοντας στην πορεία «γεύση».
Ωστόσο, ακόμη και σήμερα κρύβουν αινίγματα για τους επιστήμονες, όπως για παράδειγμα ποιος είναι ο μηχανισμός πίσω από την «ταλάντωση».
Αν και οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα είναι πιθανόν να ανοίξουν επίσης τον δρόμο για να εξιχνιασθούν αρκετά μυστήρια της φυσικής, όπως για παράδειγμα γιατί η ύλη κυριάρχησε της αντιύλης στο πρώιμο σύμπαν, η πειραματική μελέτη τους κάθε άλλο παρά εύκολη είναι, λόγω της «φευγαλέας» φύσης τους.
Στο πλαίσιο του DUNE, δέσμες νετρίνων από το εργαστήριο Fermilab, έξω από το Σικάγο, θα καλύπτουν μια απόσταση μήκους 1.300 χιλιομέτρων, για να καταλήξουν στις εγκαταστάσεις του Sanford Lab στη Νότια Ντακότα. Οι επιστήμονες θα καταγράφουν τις ιδιότητες των σωματιδίων στην «αφετηρία» και το τέλος της πορείας τους, ώστε να κατανοήσουν καλύτερα τη συμπεριφορά τους, όπως για παράδειγμα την αλλαγή «γεύσης».
Γι’ αυτό τον σκοπό, τόσο στο Fermilab όσο και στο Sanford Lab θα εγκατασταθούν δύο ανιχνευτές νετρίνων που θα βασίζονται σε μία καινούρια τεχνολογία. Έτσι, το CERN έχει αναλάβει να δοκιμάσει αυτή την τεχνολογία ανίχνευσης, για να διαπιστώσει αν όντως θα προσδώσει στις δύο διατάξεις μεγαλύτερη ευαισθησία στην καταγραφή των νετρίνων.
Σε πρώτη φάση, στο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών θα κατασκευασθεί ένα απλούστερο πρωτότυπο, που το 2017 θα δώσει τη θέση του σε μία μεγαλύτερη διάταξη, που θα «αντιγράφει» πλήρως τη συγκεκριμένη τεχνολογία. Όταν ολοκληρωθούν οι δοκιμές της, τότε το Sanford Lab θα ξεκινήσει την κατασκευή των ανιχνευτών που θα εγκατασταθούν στις δύο εγκαταστάσεις, για να δρομολογηθεί η έναρξη του πειράματος.
