Dispozitivul Capabil să Revela Origins Universului: Un Laborator din Pirinei Întreprinde Căutarea Secretelor Materiei Întunecate
În Laboratorul Subteran Canfranc (LSC) din nordul Spaniei, o echipă internațională de cercetători investighează întrebarea fundamentală a existenței universului: de ce suntem noi aici? Universul cunoscut este compus din atomi, care la rândul lor sunt formați din protoni, neutroni și electroni. Aceste particule reprezintă materia, având și un opus: antiparticulele. De exemplu, antiparticula electronului este pozitronul, având o sarcină electrică pozitivă. Cu toate acestea, o altă particulă care intrigă oamenii de știință este neutrino.
Neutrinii sunt particule speciale, abundente în univers, dar care nu interacționează aproape deloc cu materia și nu au sarcină electrică. Caracteristica lor de a fi neutri le permite să fie simultan materie și antimaterie. Carlos Pena, directorul laboratorului din Pirinei, a explicat: „În descrierea naturii, atunci când un lucru este imposibil de distins de un altul, el este ambele lucruri în același timp”.
Echipa de cercetători de la LSC dezvoltă o mașinărie pentru a determina dacă neutrinii pot fi, într-adevăr, materie și antimaterie în același timp. Acest experiment este crucial pentru înțelegerea naturii particulelor. LSC este unul dintre cele patru laboratoare similare din Europa, având parteneri din SUA, Canada, Coreea de Sud și Japonia.
Laboratorul are diverse încăperi pentru experimente, unele axate pe detectarea „particulelor masive care interacționează slab” (WIMP) cu materia obișnuită, în timp ce altele caută axionii, posibile particule de materie întunecată. De asemenea, un laborator de biologie studiază impactul radiației cosmice asupra organismelor vii.
Deasupra LSC se află stațiunea de schi Candanchu, iar 800 de metri de pământ oferă protecție împotriva razelor cosmice, care ar putea perturba experimentele. Pena a subliniat că „dacă acel zgomot cosmic ar ajunge aici, nu ne-ar lăsa să vedem fenomenele improbabile pe care încercăm să le detectăm”. Neutrinii, însă, reușesc să treacă prin munte și să ajungă la detectorul gigantic din LSC.
În spațiul principal al laboratorului se află o cameră de sticlă inaccesibilă, care adăpostește o versiune mai mică a unei mașinării menită să surprindă un fenomen neobservat până acum. Acest experiment face parte din proiectul NEXT, o colaborare internațională cu peste 130 de cercetători. Atunci când un electron se ciocnește de un pozitron, acestea se anihilează, lăsând în urmă doar energie. Dacă universul ar fi fost perfect simetric, nu ar fi existat.
Cercetătorii încearcă să înțeleagă de ce materia a câștigat în fața antimateriei în formarea universului. „Materia a câștigat de puțin”, a declarat Pena, adăugând că răspunsul ar putea fi găsit în studiul neutrino. Un alt experiment crucial se pregătește în Japonia pentru a demonstra că anihilarea a doi neutrini ar putea lăsa o rămășiță de materie. Rezultatele acestui experiment sunt așteptate până în 2030, în timp ce rezultatele de la LSC vor fi disponibile cel mai devreme în 2035.
LSC se află într-un tunel construit în 1928, care a fost folosit pentru a lega Spania de Franța, și care a fost închis în 1970. După evaluarea nivelului radiației, cercetătorii au confirmat că roca de deasupra lor oferă un mediu perfect pentru detectarea particulelor rare, cum ar fi neutrinii și posibilele urme de materie întunecată. Această infrastructură avansată a fost dezvoltată de-a lungul decadelor, începând cu un prim experiment din 1985.
