Η Κίνα στο χτήμα της σωματιδιακής φυσικής: Αναζητώντας τα μυστικά του

Η Κίνα ελπίζει ότι ένα γιγάντιο εργαστήριο 2.300 πόδια κάτω από τη γη είναι το κλειδί για να νικήσει τις ΗΠΑ στην ανακάλυψη των μυστικών των πιο μυστηριωδών σωματιδίων του σύμπαντος – των νετρίνων. Προγραμματισμένο να ολοκληρωθεί το επόμενο έτος, μετά από πάνω από μια δεκαετία κατασκευής, το Υπόγειο Παρατηρητήριο Νετρίνων Jiangmen (JUNO) περίπου 311 εκατομμυρίων δολαρίων βασίζεται σε μια σφαιρική μηχανή από ανοξείδωτο χάλυβα και ακρυλικό πλάτους σχεδόν 115 ποδιών που έχει σχεδιαστεί για να βοηθά στη μέτρηση ακατανόητα μικρών υποατομικών μονάδων που κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Παρά το γεγονός ότι καλύπτει το σύμπαν (100 τρισεκατομμύρια πιστεύεται ότι περνούν από το σώμα σας κάθε δευτερόλεπτο), πολύ λίγα είναι γνωστά για τα νετρίνα και τη συμπεριφορά τους λόγω του πόσο δύσκολο είναι να τα ανιχνεύσετε.

Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, ωστόσο, οι Κινέζοι φυσικοί σκοπεύουν να γράψουν ιστορία αποκαλύπτοντας πληροφορίες που θα οδηγήσουν στη διάλυση αυτού που είναι γνωστό ως το πρόβλημα της «ιεραρχίας μάζας». Και θέλουν να το κάνουν πριν από οποιονδήποτε άλλον.

“[Being] το πρώτο σημαίνει τα πάντα και το δεύτερο δεν σημαίνει τίποτα», είπε ο Wang Yifang, διευθυντής έργου JUNO και διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας της Κίνας. AFP κατά τη διάρκεια μιας περιοδείας στις εγκαταστάσεις νωρίτερα αυτόν τον μήνα.

Οι ειδικοί προσδιόρισαν πριν από χρόνια ότι τα νετρίνα φαίνεται να καταλαμβάνουν μία από τις τρεις καταστάσεις μάζας – αλλά το βάρος τους από το βαρύτερο έως το ελαφρύτερο παραμένει ασαφές. Εάν οι ερευνητές μπορούν να το καταλάβουν, οι νέες πληροφορίες μπορεί να βοηθήσουν στη δημιουργία ενός πιο ολοκληρωμένου τυποποιημένου μοντέλου φυσικής σωματιδίων, καθώς και να διευρύνουν τις γνώσεις μας για την εσωτερική λειτουργία των πλανητών, των αστεριών και των σουπερνόβα. Τα πιθανά ευρήματα της μαζικής ιεραρχίας του JUNO μπορεί ακόμη και να αναγκάσουν τους φυσικούς να επανεξετάσουν τα καθιερωμένα επιστημονικά δεδομένα, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για την κβαντική μηχανική.

«Αν αποδειχτεί ότι το JUNO δείχνει ότι η κατανόησή μας είναι λάθος, τότε αυτό θα ήταν μια επανάσταση», δήλωσε στις 17 Οκτωβρίου ο Πάτρικ Χούμπερ, διευθυντής του Κέντρου Φυσικής Νετρίνων του Αμερικανικού Πανεπιστημίου Βιρτζίνια.

[Related: The Milky Way’s ghostly neutrinos have finally been found.]

Μόλις ενεργοποιηθεί, οι ερευνητές σκοπεύουν να επικεντρώσουν το JUNO στα νετρίνα που εκπέμπονται από ένα ζευγάρι πυρηνικών σταθμών που βρίσκονται περίπου 33 μίλια μακριά και στις δύο πλευρές της υπόγειας εγκατάστασης. Αλλά η διάσπαση της ιεραρχίας μάζας των νετρίνων δεν είναι τόσο απλή όσο η μέτρηση των (εξαιρετικά μικροσκοπικών) βαρών τους – οι ειδικοί πιστεύουν ότι θα χρειαστούν περίπου έξι χρόνια πειραματισμών και αναλύσεων για να βρεθούν τελικά οι απαντήσεις στο πρόβλημα της μαζικής ιεραρχίας.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ξεχωριστά, παρόμοια έργα αναμένεται να ξεκινήσουν σε εγκαταστάσεις όπως το παρατηρητήριο IceCube υπό την ηγεσία των ΗΠΑ που βρίσκεται στο Νότιο Πόλο, καθώς και το ιαπωνικό Εργαστήριο Super-Kamiokande. Ενώ η Κίνα αυτή τη στιγμή φαίνεται να είναι μπροστά του παιχνιδιού σε σύγκριση με τον ανταγωνισμό τουςοι απροσδόκητες ανατροπές και στροφές της έρευνας στη φυσική σημαίνει ότι οι πρώτοι που θα βρουν απαντήσεις μαζικής ιεραρχίας θα μπορούσαν να είναι οποιοσδήποτε—εφόσον έχετε εκτεταμένη εργασιακή γνώση για μερικές από τις πιο περίπλοκες επιστήμες του σύμπαντος. Η πρόσβαση σε μια υπόγεια, γιγάντια σφαίρα ανιχνευτή από χάλυβα που αστράφτει είναι πιθανώς επίσης ένα καλό πλεονέκτημα.