Επιστήμονες θα μελετήσουν τα μυστήρια του σύμπαντος με επαναστατικά πειράματα

Πηγή: CORDIS, 23 Μαρτίου 2005

Ένα διεθνές πρόγραμμα, που διευθύνεται από Βρετανούς, θα ερευνήσει αφ' ενός τους μηχανισμούς της Μεγάλης Έκρηξης και αφετέρου πως δημιουργήθηκε το σύμπαν.

Το ριζοσπαστικό πρόγραμμα, που επιχορηγήθηκε με 14 εκατομμύρια ευρώ από τη βρετανική κυβέρνηση, θα αναπτύξει την κατάλληλη τεχνολογία για να μελετηθούν τα χαρακτηριστικά των μυστήριων σωματιδίων νετρίνων, ενώ θα κατασκευαστεί μια μοναδική τεχνολογία εφαρμοσμένης μηχανικής στο εργαστήριο Rutherford Appleton της Οξφόρδης.

Το πρόγραμμα, που είναι γνωστό ως MICE (Πείραμα Ιονισμού Μιονίων), συγκεντρώνει 140 φυσικούς και μηχανικούς από το Βέλγιο, τη Γαλλία, την Ιταλία, τις Κάτω Χώρες, τη Βρετανία, την Ιαπωνία, τη Ρωσία, την Ελβετία και τις ΗΠΑ.

Οι επιστήμονες ήδη ξέρουν ότι τα νετρίνα σχηματίζονται όταν ένα μιόνιο - ένα σημαντικό στοιχείο στην σωματιδιακή φυσική - διασπάται, και ότι ελέγχοντας τον ανεφοδιασμό των μιονίων αυτό θα έχει άμεση επίδραση στην παραγωγή των νετρίνων.

Αυτό δε το πείραμα θα είναι το πρώτο βήμα για την οικοδόμηση ενός καινοτόμου 'εργοστασίου' νετρίνων, μια δυνατότητα που θα επιτρέψει στους επιστήμονες να ερευνήσουν νέους τομείς της φυσικής, που δεν γίνονται ακόμα κατανοητοί.

Αυτό το 'εργοστάσιο' των νετρίνων αναμένεται να χτιστεί μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.

Τα προηγούμενα 30 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής σωματιδίων να εξηγήσουν τα θεμελιώδη σωματίδια και τις δυνάμεις της φύσης. Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο, τα νετρίνα δεν έχουν καμία μάζα. Μάλιστα οι πρόσφατες παρατηρήσεις των ηλιακών νετρίνων έχουν δείξει ότι αυτά ταλαντεύονται (αλλάζουν μορφή) μεταξύ τριών μορφών - νετρίνο ηλεκτρονίου, ταυ και μιονίου - όσο διαρκεί το ταξίδι τους από τον ήλιο στη γη. Δεδομένου ότι οι ταλαντώσεις αυτές μπορούν να εμφανιστούν μόνο εάν τα νετρίνα έχουν μάζα, αυτό υπονοεί ότι το καθιερωμένο μοντέλο κάνει λάθος είτε είναι ελλιπές.

Το πείραμα MICE επομένως θα μελετήσει τη συμπεριφορά των μιονίων καθώς θα περνούν μέσω υλικών και θα επιταχύνονται. "Κατ' αυτό τον τρόπο, οι επιστήμονες θα μάθουν πως να δημιουργούν δέσμες μιονίων, που να έχουν παρόμοιες ενέργειες και να ταξιδεύουν στην ίδια κατεύθυνση, που να μπορούν έπειτα να επιταχυνθούν και τέλος να μπορούν να αποθηκευτούν μέσα στο εργοστάσιο των νετρίνων.  Αυτές οι διεργασίες θα είναι ένα τμήμα της έρευνας των χαρακτηριστικών του νετρίνου, με μια πρωτοφανή ακρίβεια με σκοπό την κατανόηση της δομής της φύσης καθώς και των δυνάμεων της", δηλώνει το Ερευνητικό Συμβούλιο Φυσικής και Αστρονομίας Σωματιδίων (PPARC), το οποίο χρηματοδοτεί εν μέρει το πρόγραμμα.

Το MICE για να δουλέψει θα χρειαστεί μια ισχυρή ακτίνα πρωτονίων για να παραχθούν τα μιόνια και μετά από μια εξαντλητική αναζήτηση, η διεθνής ομάδα αποφάσισε ότι η ακτίνα μιονίων που παράγεται από το ISIS στο Εργαστήριο Rutherford Appleton ήταν η καταλληλότερη για το πείραμα, επειδή είναι η ισχυρότερη παλλόμενη πηγή νετρονίων παγκοσμίως.

Με το πείραμα αυτό ελπίζουν οι επιστήμονες να διευκρινίσουν το μυστικό της εξαφάνισης της αντιύλης από ένα σύμπαν φτιαγμένο από καθαρή ενέργεια κατά την διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, και κατά αυτόν τον τρόπο να εξελιχθεί στον πλούσιο και διαφορετικό Κόσμο που βλέπουμε, φτιαγμένο μόνο από ύλη.