Idegen galaxisokból érkeztek üzenetek a Földre

1987. szeptember 23-án a világ valamennyi csillagásza a Nagy Magellán-felhőre irányította teleszkópját, ahol ezen a napon a Sanduleak nevű állócsillag felfújódott, majd szétrobbant. A csillagászok egy szupernóvát regisztráltak, egy vörös csillagóriás robbanását, melynek tömege 20-szorosa a Napénak.

A Sanduleak megfigyelése 1987 óta elképesztő fellendülést eredményezett a csillagászatban. Ugyanakkor egy másik tudományterület, az elemi részecskék kutatása is - melynek látszólag semmi köze nincs a világűrhöz - óriási hasznot húzott mindebből. Különösen a neutrínóvadászok, akiket korábban megmosolyogtak, és akiknek azóta alig akad lélegzetvételnyi idejük.

Neutrínók viharában

A fellendülés oka a szupernóva-robbanás előtti pillanatokban keresendő, amikor is különös esemény történt: mindössze néhány órával az első fények felvillanását megelőzően számos, a földgolyón szétszórtan elhelyezett elemirészecske-gyorsító detektora gigantikus méretű részecskezáport regisztrált. E részecskék zivatarában neutrínók is voltak - azok a különös, gyakorlatilag tömeg nélküli parányok, melyek gond nélkül áthatolnak a szilárd anyagon, így a Földön is.

Szinte semmivel sem lépnek kölcsönhatásba, és lényegében semmilyen nyomot nem hagynak maguk után. Csupán fényképlemezeken és a rezgést felerősítő, üvegből készült fotoelektron-sokszorozókon hagynak olykor nyomot kékes fénykéve formájában.

Mindössze tíz másodpercig tartott, amíg ezek az elemi részecskék, melyek mérete messze elmarad az atomokétól, hírt adtak a kozmikus megakatasztrófáról.

A Sanduleakról származó elektronok, fotonok és természetesen neutrínók áramlottak át az Egyesült Államokban, Japánban és Európában felállított detektorokon. A kutatók számára hamar világossá vált, hogy a neutrínók nem a haldokló csillag burkából, hanem annak belsejéből származnak.

Évtizedekbe tellett a létezésük bizonyítása

1930. december 4-ig kellett várni arra, hogy Wolfgang Pauli fizikus fényt derítsen az akkor még fantomként kezelt részecskék titkára. Pauli 1931-ben támogatást kapott Enrico Fermi olasz kutatótól, aki ezt a kicsiny, töltés nélküli valamit elsőként nevezte neutrínónak. Ez az új, a protonhoz, az elektronhoz és a fotonhoz társuló parány valóban nagy jelentőségű: tömege mérhetetlenül kicsi, mégis feltehetően rajta múlik, hogy a világ nem esik szét.

Két tudós, Hans A. Bethe, valamint Rudolf E. Peierls 1934-ben kinyilvánította, hogy a neutrínók létezésének bizonyításához több fényév vastagságú ólomrétegre lenne szükség. A bizonyítás csak 22 évvel később sikerült két amerikai kutatónak, Fred Reinesnek és Clyde Cowannek. 1945 júliusától mindketten Los Alamos-ban dolgoztak a Manhattan-terven: elgondolásuk az volt, hogy a neutrínók létezését egy atombomba-robbanás közvetlen közelében lehetne bizonyítani. Kutatói tevékenységüket kitelepítették Washington szövetségi államba, ahol beindult a Kopogó szellem elnevezésű projekt. 1956-ra sikerült igazolni a neutrínók létezését.

Hírek az univerzum ismeretlen részeiből

Hamar világossá vált, hogy igazán hatásos neutrínókutatás csak az elképzelhető legnagyobb szűrővel valósítható meg - ennek tervezése a mai napig foglalkoztatja a tudósokat. Ennek köszönhető, hogy a genfi tudósok hamarosan olyan részecskegyorsítóval rendelkeznek majd, melynek kapacitása feltehetően elegendőnek bizonyul ahhoz, hogy megfelelően vizsgálhassák a neutrínók viselkedését, útvonalát és minőségét.

Addig marad a Teramo és Róma között, a 24-es autópálya mentén, 963 méteres magasságban a Gran Sasso hatalmas masszívuma alatt a világ legnagyobb föld alatti laboratóriuma, a CERN részecskegyorsító egyik része. Az itt dolgozó kutatók a majd Genfben előállítandó részecskezáport akarják felhasználni a kutatáshoz.

Ütköztetéssel itt is kiszűrik majd a nemkívánatos részecskéket, hogy megkönnyítsék az illékony neutrínók kimutatását. A kutatók abban reménykednek, hogy a CERN-ből származó mesterséges neutrínóknak köszönhetően, melyeknek ismerik energiáját, forrását és távolságát, sikerül majd jobban megérteniük a neutrínók fizikáját.

Kísérletek a Déli-sarkon is

Még látványosabb kísérleteket végeznek már most német, amerikai és svéd kutatók a Déli-sarkon. A Berlin melletti Zeuthenben működő Deutsches Elektronen-Synchro- ton - DESY - kutatói a világmindenség legtávolabbi szegleteiből származó neutrínók nyomára szeretnének itt bukkanni.

A megszokott, a Föld légkörében vagy a Nap belsejében bekövetkező magreakciók során keletkező neutrínók nem érdeklik őket. Az egzotikus neutrínók a célpontok, ezek ugyanis hírt adnak az univerzum olyan régióiról, ahonnan szinte semmilyen más jelzés nem hatol el bolygónkig, így a Tejút túlsó feléről vagy idegen galaxisok központjából.

Fotók: craigtozzi.com, shitbreaker.blog.hu.

Cikkünk megírásában Az emberiség megoldatlan rejtélyei című könyv segített.

• tudomány
• csillagok
• kutatások
• világűr
• érdekességek a világból
• Terasz