Jeste li znali da je najskuplja tvar na svijetu antimaterija? Prema službenim podacima NASA-e, jedan miligram pozitrona ove rijetke tvari vrijedi približno 25 milijuna dolara! Istodobno, teško je dobiti antimateriju u laboratorijskim uvjetima zbog činjenice da su svi prethodni pokušaji stvaranja jedinstvenog izvora energije propali. Zašto? Čini se da se odgovor na to pitanje možda krije u vrlo uobičajenim i istodobno misterioznim česticama - neutrinima.
Što je antimaterija?
U fizici, antimaterija je jednostavno "suprotnost" materije. Stvar je u tome što čestice antimaterije uvijek imaju istu masu kao njihove pandante, dok posjeduju nešto drugačija "obrnuta" svojstva. Dakle, protoni u materiji imaju pozitivan naboj, a antiprotoni negativan naboj. Antimaterija se teoretski može stvoriti u laboratoriju sudaranjem visokoenergetskih čestica, međutim, ti događaji gotovo uvijek stvaraju jednake dijelove i antimaterije i materije, a kada dvije suprotne čestice dođu u kontakt jedna s drugom, obje se uništavaju u snažnom valu čiste energije.
Ono što zagonetke fizičarima jest da je gotovo sve u svemiru, uključujući ljude, načinjeno od materije, a ne iz jednakih dijelova materije i antimaterije. Tražeći ideje koje bi mogle objasniti što sprečava naš svemir od stvaranja zasebnih galaksija napravljenih od antimaterije, istraživači su pronašli neke dokaze da se odgovor možda krije u vrlo čestim, ali slabo razumljivim česticama koje čovječanstvu poznaju kao neutrini.
Mogu li neutrini djelovati u antimateriji?
Kako bi mogli odgovoriti na pitanja o prirodi antimaterije, tim istraživača pod vodstvom Christophera Mohera nedavno je objavio rezultate prvog seta eksperimenata usmjerenih na ispitivanje svojstava neutrina. Dakle, prema planovima znanstvenika, u vrlo skoroj budućnosti osoba može izvesti poseban eksperiment dubokomorskih neutrina (DUNE), što je stvaranje eksperimentalne instalacije za istraživanje znanosti o neutrinu i fizike čestica.
Promotivni video:
Kako bi razumjeli prirodu interakcije neutrina i antimaterije, znanstvenici planiraju stvoriti jedinstveni podzemni instrument nazvan DUNE.
Kako bi mogli odgovoriti na pitanja o prirodi antimaterije, tim istraživača pod vodstvom Christophera Mohera nedavno je objavio rezultate prvog seta eksperimenata usmjerenih na ispitivanje svojstava neutrina. Dakle, prema planovima znanstvenika, u vrlo skoroj budućnosti osoba može izvesti poseban eksperiment dubokomorskih neutrina (DUNE), što je stvaranje eksperimentalne instalacije za istraživanje znanosti o neutrinu i fizike čestica.
Trenutno dobro poznati kolizatori čestica, poput Velikog hadronskog sudarača u CERN-u, provode eksperimente na kvarkovima - česticama koje "grade" protone i neutrone atomskog jezgra. Kroz ove eksperimente pronađeni su neki dokazi da su materija i antimaterija doista simetrični. Istodobno, pokusi na leptonima - svjetlu, slabo interaktivnom s česticama materije, nagovještavaju da bi te čestice mogle potpunije objasniti univerzalnu asimetriju standardne materije i antimaterije.
Problem proučavanja neutrina je taj što te sitne čestice rijetko stupaju u interakciju s drugim česticama. Pronalaženje tih rijetkih interakcija znači da istraživači trebaju proučavati veliki broj neutrina kroz dugo vremensko razdoblje. Osim toga, konstantan protok muona iz interakcija kozmičkih zraka u gornjoj atmosferi može otežati otkrivanje ionako rijetkih interakcija.
Istraživači vjeruju da kako bismo riješili takav problem koji prijeti proučavanju čestica neutrina, moramo se spustiti otprilike jedan i pol kilometara u Zemlju, gradeći nekoliko 10-tonskih detektora i iznutra ih ispunjavajući tekućim argonom. Odmah nakon toga, znanstvenicima se predlaže lansiranje neutrinske zrake u smjeru instalacije, što se prethodno mora napraviti u obližnjem akceleratoru čestica. Prema autorima programa DUNE, ova će se instalacija nalaziti do 2022. godine u podzemnom istraživačkom centru Sanford u blizini Chicaga, a možda će moći pomoći u proučavanju svojstava interakcije neutrina i antimaterije.
Unatoč činjenici da proučavanje neutrinih čestica može potrajati više od desetak godina, autori vjeruju da DUNE projekt ne samo da može odgovoriti na mnoga naoko nerešiva pitanja iz područja astrofizike, matematike i fizike čestica, već može sadržavati i ključ razumijevanja kako i zašto smo se ti i ja mogli pojaviti u našem Univerzumu. Ali ovo je već uzbudljivo.
Daria Eletskaya