Vedecký svet s napätím očakáva spustenie jedného z najambicióznejších projektov súčasnosti – podzemného observatória, ktoré má odhaliť tajomstvá temnej hmoty a pomôcť pochopiť najzáhadnejšie aspekty vesmíru. Tento unikátny komplex, vybudovaný za 300 miliónov dolárov, sa nachádza hlboko pod zemou, aby bol chránený pred rušivými vplyvmi kozmického žiarenia.
Čína dokončila výstavbu pokročilého zariadenia na meranie neutrína, najmenších subatomárnych častíc známych fyzikom. V žulovej jaskyni hlboko pod zalesnenými kopcami v južnej Číne robotníci čoskoro dokončia 600-tonovú guľu, ktorá by mohla odhaliť niektoré z najhlbších tajomstiev modernej fyziky.
- Čína vyudovala revolučné zariadenie na výskum najmenších častíc vesmíru
- Observatórium stálo 300 miliónov dolárov
- Má odhaliť tajomstvá neutrínov
Neutrínové observatórium JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) v Číne bolo po takmer desaťročnej výstavbe dokončené a začalo s meraniami. Aktuálne prebieha plnenie detektora 20 000 tonami vysokočistej scintilačnej kvapaliny, pričom súčasne prebieha zber dát. Hlavným cieľom JUNO je objasniť hierarchiu hmotností neutrín, čo je kľúčová otázka v súčasnej fyzike častíc.
Do útrob JUNO sa pozrela aj redakcia portálu NBC News.
Hľadanie neviditeľnej hmoty
Temná hmota tvorí podľa odhadov až 85 % vesmíru, no doteraz sa ju nepodarilo priamo detegovať. Vedci predpokladajú, že jej existencia vysvetľuje pohyb galaxií a štruktúru vesmíru, no bez priameho dôkazu ostáva len hypotézou. Nové observatórium, situované v hĺbke niekoľkých kilometrov pod povrchom Zeme, ponúka bezprecedentnú príležitosť na skúmanie tejto záhady.
Prečo pod zemou?
Na povrchu Zeme je detekcia častíc temnej hmoty extrémne náročná, pretože signál môže byť narušený množstvom kozmických častíc a iného žiarenia. Hlboko pod zemou je však prostredie stabilnejšie a čisté od väčšiny rušivých faktorov, čo umožní presnejšie merania. Podobné experimenty už existujú, no nový komplex disponuje najmodernejšími technológiami, ktoré posunú výskum na úplne novú úroveň.
JUNO je postavené 701 metrov pod zemou, aby bolo chránené pred kozmickým žiarením. K observatóriu vedie dlhý tunel, ktorým sa vedci dostanú pomalou lanovkou pohybujúcou sa rýchlosťou približne 6,4 km/h. Keď zariadenie začne tento rok fungovať, jeho centrálna guľa bude uzavretá a naplnená špeciálnou kvapalinou, čo sa momentálne deje. NBC News bola medzi poslednými, ktorí mali možnosť observatórium navštíviť pred jeho definitívnym uzavretím.
Špičková technológia
Observatórium je vybavené ultra-citlivými detektormi, ktoré dokážu zachytiť aj tie najslabšie interakcie medzi časticami. Kľúčovú úlohu zohráva pokročilý systém kryogeniky a detekčné zariadenia, ktoré eliminujú akékoľvek neželané vplyvy prostredia. Vďaka nim môžu vedci analyzovať hypotetické WIMP častice (Weakly Interacting Massive Particles), ktoré by mohli byť kandidátmi na temnú hmotu.
Zachytí najmenšie atómy vo vesmíre
Každú sekundu prejdú našimi telami bilióny neutrínov. Pochádzajú zo Slnka, jadrových elektrární či vesmírnych explózií. JUNO zachytáva antineutríny, ktoré vznikajú v dvoch blízkych jadrových elektrárňach vzdialených približne 85 kilometrov. Špeciálna kvapalina naplní trinásťposchodovú guľu, ktorú následne ponoria do valca s vyčistenou vodou. Antineutríny pri prechode kvapalinou vytvoria krátky záblesk svetla a špeciálne senzory ho zachytia. Vedci predpokladajú, že neutrína a antineutrína kopírujú svoje fyzikálne správanie.
Medzinárodná súťaž vo výskume a ambície Číny
JUNO je prvé z troch plánovaných neutrínových observatórií novej generácie. Japonsko plánuje otvoriť svoje observatórium Hyper-Kamiokande v roku 2027 a USA pripravujú projekt DUNE s plánovaným spustením v roku 2031.
Projekt JUNO je súčasťou čínskej stratégie stať sa do roku 2035 vedeckou a technologickou veľmocou. „Vo vede je najdôležitejšie byť prvý. Byť druhý neznamená nič,“ hovorí Wang Yifang, vedúci projektu a riaditeľ Čínskeho inštitútu Vysoko-energetickej fyziky. Cieľom bolo spustiť JUNO v tomto roku, čo sa aj napĺňa.
Napriek medzinárodnej spolupráci na všetkých troch projektoch existujú obavy, že rastúce napätie medzi USA a Čínou by mohlo brániť vedeckému pokroku. USA v posledných rokoch prijali opatrenia na obmedzenie prístupu čínskych vedcov k americkým technológiám.
Historický míľnik vo fyzike
Projekt financujú viaceré vedecké inštitúcie a univerzity, pričom jeho spustenie je naplánované na budúci rok. Očakáva sa, že výsledky pozorovaní by mohli zásadne ovplyvniť chápanie vesmíru a možno dokonca prepísať súčasné teórie fyziky.
Ak by sa temnú hmotu podarilo priamo detegovať, znamenalo by to prelom v modernej astrofyzike a otvorilo nové možnosti skúmania vesmíru. Vedci dúfajú, že odpoveď na jednu z najväčších záhad vesmíru sa skrýva práve v útrobách tohto revolučného observatória.
Čo je JUNO
Guľa z plexiskla je stredobodom podzemného neutrínového observatória Jiangmen (JUNO), zariadenia za 300 miliónov dolárov. JUNO je navrhnuté na meranie neutrína, najmenších a najrýchlejších častíc vo vesmíre.
Neutríny, prezývané aj ako „častice duchov“, sú neviditeľné a takmer bezhmotné častice pohybujúce sa rýchlosťou blízkou svetlu. Prichádzajú v troch hmotnostných stavoch, pričom najväčší má len jednu milióntinu hmotnosti elektrónu. Dokážu prechádzať cez Zem a inú hmotu bez akejkoľvek interakcie.
Pochopenie týchto záhadných častíc by mohlo pomôcť vyriešiť jednu z najväčších záhad modernej fyziky, a teda prečo vo vesmíre existuje viac hmoty ako antihmoty, hoci podľa teórie Veľkého tresku by mali byť v rovnováhe.
Pridaj komentár