Imaginează-ți următorul lucru

Gândește-te la un detector mare cât o clădire, îngropat adânc sub pământ în sudul Chinei. În interior se află 20.000 de tone de lichid special care emite lumină de fiecare dată când anumite particule trec prin el. Este atât de sensibil încât poate prinde semnale de la particule care practic ignoră tot ce există în univers.

Vorbim despre neutrini — și sincer, sunt unele dintre cele mai ciudate lucruri din fizică.

Ce naiba este un neutrin?

Să o luăm pas cu pas. Un neutrin este o particulă fundamentală, adică unul dintre blocurile de construcție din care e făcut totul. Dar spre deosebire de protoni, neutroni sau electroni, neutrinii au niște caracteristici cu adevărat ciudate.

Pentru început, nu au sarcină electrică. Apoi, sunt incredibil de ușori — încă nu înțelegem pe deplin cât de ușori, pentru că masa lor ar putea veni dintr-un mecanism pe care nu l-am descoperit încă. Și iată partea interesantă: abia dacă interacționează cu ceva. Deloc.

Gândește-te așa — chiar acum, cât citești asta, trilioane de neutrini de la Soare trec prin corpul tău. Prin pereți. Prin toată Pământul. Și nu se ciocnesc măcar cu un singur atom.

E ca și cum ai încerca să prinzi fantome cu o plasă de fluturi.

Vânătoarea a început

Aici intervine JUNO. Observatorul Subteran de Neutrini Jiangmen a publicat recent primele sale rezultate majore, și sunt chiar remarcabile.

Folosind doar 59 de zile de date, echipa internațională din spatele JUNO a realizat cele mai precise măsurători de până acum pentru două proprietăți fundamentale ale neutrinilor. Cât de precise? Au redus incertitudinile de măsurare de 1,6 ori comparativ cu ce am reușit în câteva decenii de experimente anterioare.

E ca și cum ai trece de la a ghici vârsta cuiva cu o marjă de 10 ani la a o ghici cu o marjă de 6 ani — doar că „cineva" e o particulă subatomică care abia dacă există.

De ce contează ordinea masei?

Aici devine cu adevărat interesant. Unul dintre obiectivele principale ale JUNO este să afle ceea ce se numește „ordinea masei neutrinilor".

În acest moment, oamenii de știință știu că există trei tipuri (tehnic vorbind, trei „arome") de neutrini. Ceea ce nu știu este care e cel mai greu și care e cel mai ușor. E ca și cum ai ști că ai trei cutii misteriosase, dar să nu poți să le deschizi ca să verifici.

De ce contează asta? Ei bine, înțelegerea masei neutrinilor ne-ar putea ajuta să răspundem la niște întrebări uriașe despre univers — în sens literal. Se leagă de motivul pentru care materia a câștigat în fața antimateriei în universul timpuriu, ceea ce explică parțial de ce existăm cu toții.

Și cei de la Nature au fost destul de entuziasmați. În materialul lor, au spus că acest prim rezultat „marchează începutul erei următoare pentru măsurătorile precise ale oscilațiilor neutrinilor".

Arthur McDonald, laureat al Premiului Nobel pentru descoperirea oscilației neutrinilor solari, a declarat: „JUNO și-a atins obiectivele de proiectare, realizând o puritate radioactivă excepțională, rezoluție energetică și stabilitate a detectorului."

Recunoaștere binemeritată din partea cuiva care se pricepe la fizica neutrinilor.

Cum arată totul?

Vreau să-ți imaginezi detectorul JUNO în minte. În centru se află o sferă uriașă de acril — cam 35 de metri diametru — plină cu lichidul special despre care am pomenit. Această sferă stă într-o piscină cu apă adâncă de 44 de metri. Toate acestea sunt învelite într-o structură masivă de oțel inoxidabil.

Și dacă nu ai prins ideea — e situat la 700 de metri sub pământ. Există un motiv pentru asta. Stânca de deasupra ajută la protejarea detectorului de alte particule care ar putea interfera cu măsurătorile. În fond, vânăm cele mai timide particule din univers.

Sfera e acoperită cu peste 45.000 de tuburi fotomultiplicatoare — dispozitive care captează lumini slabe și le transformă în semnale electrice. Când un neutrin decide totuși să interacționeze cu lichidul, produce o scânteie mică de lumină. Tuburile acestea o prind, iar oamenii de știință o pot analiza.

E ca și cum ai construi o cameră foto uriașă pentru a fotografia ceva care nu vrea să fie fotografiat.

De ce ar trebui să te intereseze?

Știu ce gândești: „Super știință, dar de ce să mă intereseze o particulă de care n-am auzit niciodată?"

Iată punctul — neutrinii sunt peste tot. Se produc în reacții nucleare (ca în Soarele nostru), în supernove, în interiorul Pământului, ba chiar și în corpurile noastre din potasiul pe care îl mâncăm. Poartă informații despre unele dintre cele mai violente și misterioase evenimente din univers.

Să înțelegem neutrinii înseamnă să înțelegem regulile fundamentale care guvernează totul. Și, sincer? Există ceva frumos în faptul că oamenii construiesc un detector uriaș, subteran, doar pentru a prinde glimpses ale acestor particule-fantomă.

E curiozitatea în forma ei cea mai pură.

Ce urmează?

JUNO funcționează fără probleme de vreo nouă luni, iar cercetătorii se așteaptă să publice mai multe rezultate începând cu această vară. În anii următori, experimentul ar trebui să adune suficiente date pentru a stabili în sfârșit ordinea masei neutrinilor.

Dacă se întâmplă asta, va fi una dintre cele mai mari descoperiri în fizica particulelor din ultimele decenii.

Așa că ține ochii pe JUNO. Aceste particule tăcute, ascunse în întuneric, s-ar putea să aibă multe de spus.