Ο πάγος της
Ανταρκτικής έγινε το μέσο «σύλληψης» κοσμικών νετρίνων υψηλής ενέργειας,
δίνοντάς μας μοναδικές πληροφορίες για τις πηγές τους
Σύμφωνα με
τη διαθήκη του Άλφρεντ Νομπέλ, τα ομώνυμα βραβεία που θεσμοθέτησε μπορούν να
δοθούν σε τρεις το πολύ εν ζωή επιστήμονες ανά πεδίο. Εφέτος, η επιτροπή των
βραβείων για τη Φυσική αποφάσισε ότι το έργο του Φράνσις Χάλζεν άξιζε
ολόκληρο το βραβείο, το οποίο συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 12 εκατομμυρίων
σουηδικών κορονών (περίπου 1,2 εκατομμυρίων δολαρίων).
Τι έκανε ο
βέλγος φυσικός για να αξίζει τέτοια διάκριση; Αιτιολογώντας την επιλογή ο
εκπρόσωπος της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών αναφέρθηκε στην «καθοριστική
συμβολή του Χάλζεν στο Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube και την ανακάλυψη
νετρίνων υψηλής ενέργειας αστροφυσικής προέλευσης».
Τα παραπάνω
περιγράφουν το έργο ζωής του Χάλζεν, το οποίο ξεκίνησε σαν ένα άπιαστο όνειρο.
Ενα όνειρο που υλοποιήθηκε και απέδωσε καρπούς χάρη στον πολύπλευρα ταλαντούχο
φυσικό. Βλέπετε, εκτός από την επιστημοσύνη του, ο Χάλζεν είχε το χάρισμα να
σκέφτεται με πρωτότυπο τρόπο, να μην ακολουθεί την πεπατημένη. Διέθετε επίσης
το χάρισμα της πειθούς που έκανε τους συναδέλφους του αλλά και τους αρμοδίους
για τη χρηματοδότηση της έρευνας να μοιράζονται το όραμά του και να το
υποστηρίζουν εμπράκτως.
Και τα
χρειάστηκε όλα αυτά τα χαρίσματα όταν αποφάσισε να γίνει «κυνηγός» νετρίνων. Όταν,
δηλαδή, αποφάσισε ότι στόχος του ήταν να αποκαλύψει τα μυστικά του Σύμπαντος
μέσω της πληροφορίας που διαθέτουν τα νετρίνα, τα πιο «διακριτικά» και
ανεπαίσθητα σωματίδια. Χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με σχεδόν μηδενική μάζα, τα
νετρίνα διέρχονται μέσα από τα υλικά σώματα χωρίς να καθιστούν αισθητή την
παρουσία τους συγκρουόμενα με ατομικούς πυρήνες. Και δεν πρόκειται για σπάνια
σωματίδια: κάθε δευτερόλεπτο, τρισεκατομμύρια νετρίνα διαπερνούν το σώμα μας
χωρίς εμείς να το αντιλαμβανόμαστε!
Όμως ο Ήλιος
δεν είναι η μόνη πηγή νετρίνων που φτάνουν στη Γη. Σπανιότερα, φτάνουν εδώ και
κοσμικά νετρίνα προερχόμενα από πολύ απόμακρες περιοχές του Σύμπαντος. Το
Σύμπαν διασχίζεται συνεχώς από σωματίδια που ονομάζονται συλλογικά κοσμικές
ακτίνες. Συνήθως, τα σωματίδια αυτά είναι πρωτόνια, δηλαδή γυμνοί πυρήνες
ατόμων υδρογόνου που μπορούν ενίοτε να φτάσουν σε εμάς με εντυπωσιακά υψηλές
ενέργειες. Η προέλευση των κοσμικών ακτίνων με τις ακραίες αυτές ενέργειες, που
μαρτυρούν την ύπαρξη κοσμικών επιταχυντών, αποτελεί ένα από τα πλέον καλά
φυλαγμένα μυστικά του Σύμπαντος. Δεδομένου ότι οι διεργασίες που επιταχύνουν τα
πρωτόνια σε υψηλές ενέργειες παράγουν ταυτόχρονα και νετρίνα υψηλής ενέργειας,
τα νετρίνα θα μπορούσαν να προσφέρουν κρίσιμες πληροφορίες για αυτούς τους
κοσμικούς επιταχυντές σωματιδίων. Και ακριβώς επειδή πρόκειται για σωματίδια
που δεν επηρεάζονται από μαγνητικά πεδία και δεν εκτρέπονται της πορείας τους,
μπορεί κανείς πηγαίνοντας πίσω να ανιχνεύσει την κοσμική πηγή τους και να
εξαγάγει συμπεράσματα για την ιστορία και τα τεκταινόμενα του Σύμπαντος. Εφόσον
βεβαίως μπορέσει να ανιχνεύσει την παρουσία των νετρίνων, πράγμα το οποίο
ευκολότερα λέγεται παρά γίνεται.
Και εδώ
είναι που ο Χάλζεν απέδειξε την ευρηματικότητά του όταν το 1988 πρότεινε ο
αμόλυντος πάγος στον Νότιο Πόλο να μπορούσε να λειτουργήσει ως ανιχνευτής αυτών
των σχεδόν αόρατων σωματιδίων. Από αυτή την ιδέα του Χάλζεν γεννήθηκε το IceCube
Neutrino Observatory, ένα τεράστιο επιστημονικό «τηλεσκόπιο» που δεν είναι
στραμμένο προς τον ουρανό, αλλά προς τα βαθιά στρώματα πάγου. Το μόνο που
ξεχωρίζει κανείς στην επιφάνεια του πάγου είναι ένα οίκημα που φιλοξενεί τους
ερευνητές και τον εξοπλισμό τους. Το ίδιο το IceCube αποτελεί μάλλον το
μεγαλύτερο «παγάκι» του κόσμου: πρόκειται για ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου σε
βάθος που φτάνει τα 2.500 μέτρα στο οποίο είναι τοποθετημένοι περισσότεροι από
5.000 αισθητήρες.
Στη σπάνια
περίπτωση που ένα κοσμικό νετρίνο υψηλής ενέργειας συγκρουστεί με την ύλη,
μπορεί να παραχθεί μια μικρή λάμψη φωτός. Οι αισθητήρες καταγράφουν αυτή τη
λάμψη και, μέσα από σύνθετους υπολογισμούς, οι επιστήμονες μπορούν να
υπολογίσουν την κατεύθυνση και την ενέργεια του σωματιδίου.
Και επειδή
οι κοσμικές πηγές νετρίνων υψηλής ενέργειας πιθανότατα βρίσκονται σε ακραία
περιβάλλοντα (όπως παραδείγματος χάριν κοντά σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες), οι
πληροφορίες που μπορεί να εξαχθούν από τη μελέτη των νετρίνων είναι μοναδικές.
Παρά το μεγαλείο της δουλειάς του, ο Χάλζεν δήλωσε έκπληκτος από τη
βράβευσή του και έσπευσε να τονίσει ότι το κυνήγι των νετρίνων είναι μια
συλλογική διαδικασία.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:
Νόμπελ Φυσικής: Στον Φράνσις Χάλτσεν για την ανακάλυψη των νετρίνων υψηλής ενέργειας
ΠΗΓΗ: www.tovima.gr