China a construit un laborator sferic la 700 metri sub pământ, pentru ca oamenii săi de ştiinţă să poată studia particulele neutrino

China construit un laborator subteran de forma unei sfere imense, amplasată la 700 metri sub pământ, pentru ca oamenii săi de ştiinţă să poate studia particulele neutrino, numite în română şi neutrini. Laboratorul poartă numele abreviat de JUNO, construcţia durează deja de 8 ani, iar acum ea a fost definitivată, de aici încolo urmând câteva luni de pregătire pentru punerea în funcţiune a acestei imense sfere.

Sfera este efectiv un detector de particule neutrini, cu instrumente avansate de urmărire a lor, de la captări de imagini din mii de unghiuri până la măsurări de masă a acestora. Particulele neutrino sunt nişte fermioni, adică nişte particule elementare la nivel atomic, care sunt aproape lipsite de masă şi deci de energie, iar prin urmare şi interacţiunea lor e una minimă, fiind greu de influenţat prin actori externi. Mult timp oamenii de ştiinţă considerau că acestea au masa egală cu zero, pentru că masa lor e extrem de greu de identificat şi măsurat. Şi ca să intrăm pentru încă o singură frază şi mai adânc în terminologie fizică — există trei tipuri de particule neutrino — electroni, muoni, şi tau, iar toţi trei au şi componente de antimaterie, numiţi antineutrino.

Ei bine, toate astea sună foarte complex şi pot fi explicate doar în limbaj specializat profund, dar revenind într-o terminologie mai simplă, neutrinii sunt un soi de particule neutre de fundal, care aparent sunt foarte inerte şi greu de influenţat, dar totodată însoţesc toate procesele fizice esenţiale din univers, cum ar fi fisiunea nucleară sau fuziunea, inclusiv fuziunea soarelui şi formarea şi catapultarea de particule de lumină de acolo. Sunt, deci, unul din tipurile esenţiale de particule din univers. O caracteristică bizară a neutrinilor e cea că aceştia pot trece cuuşurinţă prin materie solidă densă.

Toate astea, dacă ar fi studiate pe măsură, ne-ar da cunoştinţe avansate pentru a face salturi imense în mai multe subiecte şi capitole fizice slab cunoscute în acest moment. Spre exemplu, fuziunea nucleară ar putea fi mult mai profund înţeleasă şi deci stăpânită, iar asta ne-ar permite să putem în sfârşit stăpâni complet această tehnologie, înţelegând pe deplin legile şi parametrii acestor particule. Gravitaţie, antimaterie — toate aceste subiecte, de rând cu altele mai teoretice, sunt direct conectate cu cunoaşterea acestor particule.

Foto: Construcţia sferică din China, la primele etape de acum câţiva ani

Iar noul detector sferic de particule neutrino din China e construit special pentru a le putea identifica, observa şi măsura masele. Desigur, inspiraţia iniţială vine cumva de la acceleratorul de particule de la CERN, dar aici e altă specializare, totuşi, iar în lume mai sunt construite două asemenea detectoare similare, care vor fi calibrate pe funcţii uşor diferite. Sfera chinezească JUNO, însă, e prima care a ajuns la finalul construcţiei şi deci va fi şi prima pusă în funcţiune.

Fizicianul Yuekun Heng e conducătorul acestui proiect şi el a dezvăluit că una din funcţiile principale ale detectorului va fi să identifice masele celor 3 trei tipuri de neutrino, şi astfel va exista o înţelegere clară faţă de ierarhia acestora, necunoscută cu exactitate în prezent. Sfera, aflată la 700 metri sub pământ, va fi înconjurată de un volum de 35.000 metri cubi de apă, care va servi drept izolator de zgomot cosmic, pentru a permite măsurări exacte.

Localizarea sferei e una strategică, între două centrale nucleare, astfel încât se vor studia şi particulele neutrino rezultate din procesul de fisiune nucleară, ceea ce poate da date noi despre contracararea radioactivităţii şi o mulţime de alte subiecte aferente.

Şi, pe lângă asta, exact cum s-a întâmplat de multe ori la CERN, uneori scopurile iniţiale nici măcar nu sunt definite în totalitate, pentru că implicaţiile pot fi enorme, în mii de domenii, dar fizicienii ştiu pur şi simplu că într-un asemenea studiu se ascunde un potenţial enorm de observaţii şi date şi abia după ce aceste date sunt adunat experimental în asemenea laboratoare detectoare imense, devine clară şi paleta completă de implicaţii pe care aceste observaţii le pot avea.