U planinama Južne Dakote, 1500 metara ispod površine zemlje, gradi se golemi znanstveni kompleks kakav svijet dosad nije vidio. U nekadašnjem rudniku zlata u gradiću Lead nastaje ‘udaljeni detektor’ eksperimenta DUNE – jednog od najambicioznijih znanstvenih pothvata u povijesti SAD-a. Cilj nije pronaći novo zlato, nego razotkriti jednu od najvećih tajni svemira: zašto je materija – uključujući i nas – uopće opstala?
Eksperiment DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) provodi se na dvije lokacije – u Fermilabu kod Chicaga i u bivšem rudniku Homestake u Južnoj Dakoti – te povezuje više od 1000 znanstvenika iz cijelog svijeta. U njegovu središtu nalazi se gotovo nevidljiva, ali ključna subatomska čestica: neutrino.
Neutrini su među najmanje poznatim, ali i najraširenijim česticama u svemiru. Svake sekunde trilijuni neutrina prolaze kroz vaše tijelo, a da ni najmanje ne reagiraju s njime. Zbog te osobine iznimno su teško uočljivi – ali možda upravo oni nose ključ za razumijevanje neravnoteže materije i antimaterije u ranim trenucima svemira.
vezane vijesti
Ako su materija i antimaterija nastale u jednakim količinama, zašto postoji išta?
Suvremena fizika tvrdi da su nakon Velikog praska nastale jednako velike količine materije i antimaterije. Te bi se čestice međusobno uništile i pretvorile u čistu energiju, ostavljajući svemir prazan. No, svemir očigledno nije prazan – zvijezde, planeti i živa bića ispunjavaju prostor, što znači da je postojala minimalna, ali presudna neravnoteža.
Znanstvenici vjeruju da bi odgovori mogli ležati upravo u ponašanju neutrina i njihovih suprotnih parnjaka – antineutrina. Ako se dokaže da se te dvije vrste ponašaju makar i neznatno različito, to bi moglo objasniti zašto je materija ‘pobijedila’, piše portal B1M.
Ogroman eksperiment u srcu Amerike
Eksperiment DUNE započinje u Fermilabu, gdje se gradi PIP-II – najsnažniji akcelerator čestica neutrina na svijetu. Odatle će se u zemlju ispaljivati snop neutrina koji će putovati više od 1280 kilometara prema jugozapadu – sve do detektora zakopanog duboko pod planinama Južne Dakote.
Putem će ti neutrini prolaziti i kroz ‘bliski detektor’, smješten svega 600 metara od izvora, ali glavni cilj nalazi se na kraju tog podzemnog putovanja – u bivšem rudniku Homestake. Na toj lokaciji iskopane su tri goleme špilje, svaka dovoljno velika da se u nju polože tri Kipa slobode. Ukupno je uklonjeno 800.000 tona stijene.
Neutrinima ni pet svjetlosnih godina olova ne bi bilo prepreka
Zbog iznimne neuhvatljivosti neutrina, detektori moraju biti masivni. Čestica poput neutrina može proći milijarde atoma, a da se ni jednom ne sudari. Kad se ipak dogodi interakcija – sudar s jezgrom atoma – nastaje trag koji detektori mogu zabilježiti.
Znanstvenici će mjeriti koliko se neutrini i antineutrini ‘transformiraju’ tijekom putovanja, te kako reagiraju u detektorima. Ta se svojstva nazivaju oscilacije, a razlike među njima mogle bi otkriti zašto je u svemiru ostalo više materije nego antimaterije – i time objasniti zašto uopće postojimo.
Rok je 2032., ali znanost ne trpi žurbu
Iako je planirano da eksperiment započne 2032. godine, brojni izazovi – od dubinskih radova do sofisticirane opreme – mogli bi pomaknuti taj datum. No u znanstvenim krugovima nitko se previše ne žuri. Ulog je prevelik: odgovor na pitanje koje čovječanstvo postavlja od praskozorja civilizacije.
Ako DUNE potvrdi razliku u ponašanju materije i antimaterije, mogli bismo dobiti prvi konkretni trag o samim temeljima našeg postojanja. S druge strane, moguće je da rezultati otvore nova pitanja i još više prodube misterije svemira.
Bilo kako bilo, u brdima Južne Dakote ovog puta se ne traži zlato – nego odgovor na pitanje koje je staro koliko i sam svemir.
