În interiorul unui laborator amplasat sub pădurile cețoase din Dakota de Sud, oamenii de știință caută răspunsul la una dintre cele mai mari întrebări ale științei: de ce există Universul? Ei sunt într-o cursă pentru răspuns cu o echipă separată de oameni de știință japonezi – care au câțiva ani înainte.

De ce există Universul, de fapt? „Catedralele științei” DUNE

Teoriile actuale ale astronomiei nu pot explica de ce au apărut planetele, stelele și galaxiile. Ambele echipe construiesc detectoare care studiază o particulă subatomică numită neutrin, în speranța de a găsi răspunsuri.

Oamenii de știință din SUA speră că răspunsul se află în adâncul laboratorului subteran Fermilab numit DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Oamenii de știință coboară la 1.500 de metri sub suprafața terestră în trei vaste caverne subterane.

Experimentul are o astfel de amploare este încât echipajele de construcție și buldozerele lor par a fi mici jucării din plastic, prin comparație.

Directorul științific al lui Dune, Dr. Jaret Heise, descrie peșterile uriașe drept „catedrale ale științei”.

Cum de există Universul?

Dr. Heise a fost implicat în construcția acestor caverne de aproape zece ani. Laboratorul DUNE este etanș față de zgomotul și radiațiile din lumea de sus. Acum, DUNE este gata pentru următoarea etapă.

„Suntem pregătiți să construim detectorul care ne va schimba înțelegerea Universului cu instrumente care vor fi desfășurate printr-o colaborare de 1.500 de oameni de știință care sunt dornici să răspundă la întrebarea de ce existăm”, spune el.

Când a fost creat Universul, s-au creat două tipuri de particule: materia – din care sunt făcute stelele, planetele și tot ce ne înconjoară – și, în cantități egale, antimateria, exact opusul materiei.

Teoretic, cele două ar fi trebuit să se anuleze una pe cealaltă, lăsând doar o mare explozie de energie. Și totuși, iată-ne aici, ca materie .

Neutrin și anti-neutrin. Un posibil răspuns

Oamenii de știință cred că răspunsul pentru a înțelege de ce materia a „câștigat bătălia” – iar noi existăm – constă în studierea unei particule numite neutrin și a antimateriei opusului său, anti-neutrin.

Cercetătorii vor trage raze de ambele tipuri de particule din subteranul adânc din Illinois către detectoarele din Dakota de Sud, aflate la 800 de mile distanță (peste 1.200 de km).

Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce călătoresc, neutrinii și anti-neutrinii se schimbă foarte ușor.

Oamenii de știință doresc să afle dacă aceste modificări sunt diferite pentru neutrini și anti-neutrini. Dacă sunt, i-ar putea conduce la răspunsul cu privire la motivul pentru care materia și antimateria nu se anulează reciproc.

Ce este DUNE și ce fac japonezii la Hyper K

Dune este o colaborare internațională, care implică 1.400 de oameni de știință din treizeci de țări. Printre aceștia se numără și dr. Kate Shaw de la Universitatea Sussex, care spune că descoperirile vor fi „transformatoare” pentru înțelegerea noastră asupra Universului și viziunea umanității despre sine.

„Este foarte interesant că suntem aici acum, cu tehnologia, ingineria și abilitățile de software de calculator, pentru a putea cu adevărat să atacăm aceste mari întrebări”, a declarat ea.

La o jumătate de lume distanță, oamenii de știință japonezi folosesc globuri de aur strălucitoare pentru a căuta aceleași răspunsuri. În toată splendoarea lor, arată ca un templu al științei. Oamenii de știință construiesc Hyper K - care va fi o versiune mai mare și mai bună a detectorului lor de neutrini existent, Super K.

Echipa condusă de japonezi va fi gata să-și pornească fasciculul de neutrini în mai puțin de doi ani, cu câțiva ani mai devreme decât proiectul american. La fel ca DUNE, Hyper K este o colaborare internațională.

Japonia, avans față de SUA în cursa pentru a afla de ce există Universul

Dr. Mark Scott de la Imperial College, Londra crede că echipa sa este în pole position pentru a face una dintre cele mai mari descoperiri vreodată despre originea Universului.

„Pornim mai devreme și avem un detector mai mare, așa că ar trebui să avem mai multe răspunsuri mai devreme decât DUNE”, spune el.

Având ambele experimente care rulează împreună înseamnă că oamenii de știință vor învăța mai mult decât ar învăța doar cu unul, dar, spune el, „aș dori să ajungem noi mai întâi acolo!”

Dar dr. Linda Cremonesi, de la Universitatea Queen Mary din Londra, care lucrează pentru proiectul din SUA, spune că a ajunge acolo primii s-ar putea să nu ofere echipei conduse de japonezi o imagine completă a ceea ce se întâmplă cu adevărat.

„Există un element al cursei, dar Hyper K nu are încă toate ingredientele de care are nevoie ca să înțeleagă dacă neutrinii și anti-neutrinii se comportă diferit”.

Cursa poate fi începută, dar primele rezultate sunt așteptate abia peste câțiva ani. Întrebarea despre ce s-a întâmplat la începutul timpului pentru a ne aduce la existență rămâne un mister – deocamdată.