Ερευνητές ανιχνεύουν το πρώτο νετρίνο φυσικής προέλευσης

Επιστημονική ομάδα κατόρθωσε με τη βοήθεια ενός πρωτοποριακού τηλεσκοπίου να εντοπίσει για πρώτη φορά το ίχνος που άφησε πίσω του ένα ταχύτατα κινούμενο νετρίνο προερχόμενο από τα γήινα ατμοσφαιρικά στρώματα.

Η διεθνής ομάδα των φυσικών, με επικεφαλής τον Φράνσις Χάλτσεν, του Πανεπιστημίου Ουισκόνσιν των ΗΠΑ δημοσίευσε στο έγκυρο επιστημονικό περιοδικό Nature ότι ο νέος ανιχνευτής μυονίων και νετρίνων της Ανταρκτικής, που ονομάζεται AMANDA και έχει τοποθετηθεί σε βάθος 1.500 μέτρων κάτω από τα παγωμένα στρώματά της, κατάφερε να εντοπίσει το «αποτύπωμα» ενός νετρίνου υψηλής ενέργειας προερχόμενο από την ατμόσφαιρα της Γης.

Νετρίνα που προέρχονται από το Διάστημα βομβαρδίζουν καθημερινώς τη Γη και διαπερνούν το σώμα μας κατά εκατομμύρια, χωρίς καν να το αντιληφθούμε. Το «κόλπο» τους είναι απλό. Τα ενεργητικά αυτά σωματίδια είναι αόρατα, με σχεδόν καθόλου μάζα και χωρίς φορτίο, ενώ ο εντοπισμός τους στηρίζεται αποκλειστικά -μέχρι σήμερα- σε έμμεσο τρόπο, γεγονός που κατάφερε να κάνει το AMANDA.

Έως στις ημέρες μας, νετρίνα ανθρώπινης προέλευσης είχαν παραχθεί και ανιχνευτεί μόνο στο εσωτερικό ισχυρότατων πειραματικών διατάξεων ή επιταχυντών σωματιδίων. Επίσης, πολλές ερευνητικές ομάδες (αποκαλούμενες και «κυνηγοί» νετρίνων) εργάζονται εδώ και χρόνια για την ανίχνευση ενός νετρίνου φυσικής προέλευσης, κατασκευάζοντας όλο και περισσότερες «παγίδες» νετρίνων μέσα σε παλιά ορυχεία και υπόγειες σπηλιές γεμάτες με νερό.

«Αποδείξαμε με ποια τεχνική θα πρέπει να εργαζόμαστε» δήλωσε ο Χάλτσεν. «Διαθέτουμε τον καλύτερο και τον πιο ευαίσθητο ανιχνευτή, ενώ το νετρίνο που πιάσαμε παρουσίασε τη μεγαλύτερη ενέργεια από οποιοδήποτε άλλο» προσέθεσε.

Το AMANDA βρίσκεται βυθισμένο κάτω από τα παγωμένα στρώματα του Νότιου πόλου της Γης και αποτελείται από 677 οπτικές ανεξάρτητες μονάδες -σε σχήμα μπάλας- γεμάτες με ηλεκτρικά καλώδια. Στην πραγματικότητα το τηλεσκόπιο έχει στραμμένους όλους τους οπτικούς του ανιχνευτές προς το Βόρειο πόλο, όπου και από εκεί γίνεται η συλλογή των κινούμενων νετρίνων.

Η τεχνική της ανίχνευσης ενός νετρίνου στηρίζεται στην άμεση παρακολούθηση ενός άλλου ενεργητικού σωματιδίου (του μυονίου) που απελευθερώνεται, καθώς το νετρίνο συγκρούεται με τα πρωτόνια ή τα νετρόνια των στρωμάτων πάγου της Γης. Το μυόνιο, που δημιουργείται κατά τη σύγκρουση αυτήν, αφήνει πίσω του μια φευγαλέα μπλε φωτεινή λωρίδα, ίδια σε φορά με αυτή του αόρατου νετρίνου. Το γεγονός αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να προσδιορίσουν την κατεύθυνση, την ενέργεια και, τέλος, την πηγή από την οποία προήλθε το συγκεκριμένο νετρίνο.

Τα μελλοντικά τηλεσκόπια νετρίνων θα είναι ικανά να συλλέγουν ταυτοχρόνως πολλά νετρίνα μαζί που ανήκουν σε μια ομάδα, επιτρέποντας έτσι στους αστρονόμους να «δουν» απόμακρες κοσμικές πηγές, όπως υπερκαινοφανείς αστέρες (supernova), συγκρουόμενες μαύρες τρύπες και άλλες εξωτικές αστρονομικές πηγές, αόρατες στο ανθρώπινο μάτι.

Για να μπορέσουμε να αποκαλύψουμε μερικά από τα μυστικά του σύμπαντος, θα πρέπει οπωσδήποτε να κατασκευάσουμε πολύ μεγαλύτερους ανιχνευτές. Ήδη έχουν ξεκινήσει οι εργασίες του ανιχνευτή IceCube στην Ανταρκτική, ο οποίος θα αποτελείται από 4.800 οπτικές μονάδες και, όταν ολοκληρωθεί, θα είναι το μεγαλύτερο επιστημονικό όργανο της Γης.