Περίπου χίλιοι φυσικοί σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να «συλλάβουν» ένα από τα πιο παράξενα υποατομικά σωματίδια, ελπίζοντας να δώσουν απαντήσεις σε ερωτήματα δεκαετιών
Οι επιστήμονες που θα κάθονται στις καρέκλες αυτές το 2005 θα ελέγχουν το Υπέρ Πρωτονικό Σύγχροτρο του CERN, που θα σκοπεύει μια ακτίνα νετρίνων προς το Γκραν Σάσο της Ιταλίας, γύρω στα 700 χιλιόμετρα μακριά |
Ο υπερ-ανιχνευτής της Καμιόκα, που εδώ φαίνεται στη φάση της κατασκευής του, σχεδιάστηκε για να μελετήσει τα νετρίνα που προέρχονται από τον ήλιο ή από τις συγκρούσεις των κοσμικών ακτίνων με τα μόρια της γήινης ατμόσφαιρας. Η δεξαμενή, διαμέτρου 44 μέτρων, είναι κατασκευασμένη από ανοξείδωτο ατσάλι και περιέχει τεράστιο αριθμό φωτοπολλαπλασιαστών που ανιχνεύουν αλληλεπιδράσεις νετρίνων |
Τα νετρίνα πάντοτε φάνταζαν παράξενα, αλλά τα αποτελέσματα της Καμιόκα έκαναν τα σωματίδια αυτά πολύ σημαντικά με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Κατ' αρχήν αν τα νετρίνα πάλλονται, τότε οι φυσικοί θα έχουν βρει τη λύση στο ερώτημα, γιατί ο ήλιος παράγει νετρίνα σε αναλογία πολύ μικρότερη από εκείνη που παράγονται από τις ίδιες αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης όταν αυτές γίνονται στη Γη. Η απάντηση θα είναι ότι τα νετρίνα μετατρέπονται κατά τη διαδρομή τους ως τη Γη σε μια άλλη μορφή νετρίνου (ταυ νετρίνα), που δεν ανιχνεύουν οι υπάρχοντες ανιχνευτές.
Κατά δεύτερο λόγο, επειδή τα νετρίνα στο σύμπαν είναι τόσα πολλά, έστω κι αν έχουν μια απειροελάχιστη μάζα θα είναι συνολικά πιο βαριά απ' όλους τους γαλαξίες και την ορατή ύλη του σύμπαντος. Ετσι θα καλύψουν ένα μέρος από τη μάζα του σύμπαντος που «λείπει», όπως αυτή προβλέπεται από τις επικρατούσες αστροφυσικές θεωρίες. Τέλος, το τυπικό μοντέλο της φυσικής σωματιδίων - που περιγράφει την ύλη με βάση 4 θεμελιώδεις δυνάμεις και 12 θεμελιώδη σωματίδια (περιλαμβανόμενων σ' αυτά τριών «γεύσεων» νετρίνων) δεν προβλέπει νετρίνα με μάζα. Αλλες θεωρίες όμως τα προβλέπουν και ίσως αυτό να βοηθήσει να διαπιστωθεί ποια από τις θεωρίες θα ανταποκρίνεται καλύτερα στην πληρέστερη γνώση της πραγματικότητας που θα έχει αποκτηθεί.
Αυτά είναι σημαντικά ερωτήματα για τους φυσικούς και γι' αυτό περισσότεροι από 900 απ' αυτούς, ασχολούνται σε παγκόσμια κλίμακα σε πολυετή πανάκριβα πειράματα, για να βρεθούν απαντήσεις στο ζήτημα των νετρίνων. Καθεμιά από τις μηχανές που κατασκευάζουν οι επιστήμονες αυτοί χωρισμένοι σε ομάδες αποσκοπεί να ρίξει φως σε διαφορετικές πλευρές του προβλήματος. Σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις λόγω του κόστους η σύνθεση των ομάδων και η χρηματοδότησή τους είναι πολυεθνής. Οι ανιχνευτές νετρίνων είναι ακριβοί γιατί πρέπει να είναι ογκώδεις και να κατασκευάζονται κάτω από το έδαφος. Ογκώδεις πρέπει να είναι γιατί χρειάζεται πολλά νετρίνα να συναντήσουν πολλά άτομα, ώστε να τύχει κάποια από αυτά να αλληλεπιδράσουν και το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους (η έκλυση κάποιων χαρακτηριστικών σωματιδίων) να ανιχνευτεί. Πρέπει να είναι υπόγειοι, γιατί αλλιώς αυτές οι σπάνιες αλληλεπιδράσεις θα πνιγούν μέσα στις κοσμικές ακτίνες.
Ανάμεσα στα πιο ενδιαφέροντα πειράματα του είδους είναι εκείνα στα οποία οι ίδιοι οι φυσικοί θα δημιουργήσουν τα νετρίνα που στη συνέχεια θα προσπαθήσουν να ανιχνεύσουν εκατοντάδες χιλιόμετρα πιο μακριά και αφού η δέσμη των νετρίνων περάσει μέσα από το υπέδαφος. Η ιδέα είναι ότι ίσως αυτή η υπόγεια διαδρομή είναι αρκετή ώστε κάποια από τα νετρίνα να αλλάξουν ταυτότητα και η αλλαγή αυτή να μπορέσει να μετρηθεί στο άλλο άκρο σαν μείωση του αριθμού των νετρίνων που συνεχίζουν να έχουν την αρχική ταυτότητα. Μάλιστα στο CERN, το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής, που εδρεύει έξω από τη Γενεύη, προχωρεί ένα φιλόδοξο πείραμα που σκοπεύει να ελέγξει το αποτέλεσμα και με μια απευθείας μέθοδο ανίχνευσης της πιο άπιαστης μορφής νετρίνου. Οταν ολοκληρωθεί το έργο το 2005, θα στέλνει μια ακτίνα νετρίνων κάτω από τις Αλπεις, τα Απέννινα και τη μισή Ιταλία, μέχρι τον ανιχνευτή που θα βρίσκεται σε υπόγειο εργαστήριο στο Γκραν Σάσο, ένα βουνό ανατολικά της Ρώμης. Η ακτίνα θα ταξιδεύει γύρω στα 700 χιλιόμετρα μέσα από βράχους, αλλά αυτό για τα νετρίνα δεν είναι τίποτα...