Το Κυβικό Χιλιόμετρο

Tα Νετρίνα

Κάθε δευτερόλεπτο, 65 δισεκατομμύρια ηλιακά νετρίνο περνάνε ανά τετραγωνικό εκατοστό στη Γη. Ενώ είναι απανταχού παρόντα, παραμένουν μυστηριώδη για τους φυσικούς ανά τον κόσμο. Η μάζα του νετρίνο είναι από τις πιο μικρές σε υποατομικά σωματίδια, τόσο που στην αρχική τους θεώρηση και στο καθιερωμένο πρότυπο η υπόθεση ήταν ότι δεν είχαν μάζα. Το ηλεκτρικό τους φορτίο είναι ουδέτερο και αλληλεπιδρούν με την ύλη μόνο μέσω της βαρυτικής και της ασθενούς αλληλεπίδρασης. Ως αποτέλεσμα αυτών των ιδιοτήτων, τα νετρίνο σπάνια αλληλεπιδρούν με την ύλη.

Τα ίδια χαρακτηριστικά που δυσκολεύουν την παρατήρηση των νετρίνο καθιστούν τη μελέτη τους επιτακτική. Παράγονται κατά την διάρκεια διαφόρων φαινομένων στη Γη και στο σύμπαν. Από αστροσωματιδιακής πλευράς, ιδιαίτερο ενδαφέρον παρουσιάζουν τα φαινόμενα που τα παράγουν σε κάποιες από τις πιο μακρινές κι επιστημονικά σκοτεινές γωνίες του σύμπαντος: πυρήνες αστεριών, εκρηκτικές supernovas, κέντρα ενεργών γαλαξιών. Εκεί, η ύλη είναι τόσο πολλή και συμπυκνωμένη που παγιδεύει αυτό που παρατηρούν τα τηλεσκόπια μας. Δηλαδή, το φως που παράγεται σε τέτοιες αστροφυσικές διεργασίες είναι εξαιρετικά υψηλής ενέργειας, αλλά η ύλη τόσο πυκνή που γρήγορα απορροφά το φως. Συνέπως, η πληροφορία που έχει θεμελιώσει την αστροφυσική, δεν υπάρχει για την «καρδιά» τέτοιων διεργασίων.

Τα νετρίνο, όμως, δεν υποκύπτουν σε αυτές τις δυνάμεις. Επειδή αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς με την ύλη, μπορούν να ξεφύγουν απο τις περιοχές υψυλής πυκνότητας χωρίς να υποστούν συμαντική απορρόφηση . Ταξιδεύουν μέχρι τη Γη σχεδόν ανεπηρέαστα, μιας και δεν αλληλεπιδρούν ούτε με τα μαγνητικά πεδία των γαλαξιών, ούτε με τα φωτόνια που περιπλανώνται στο σύμπαν. Αστροφυσικοί και σωματιδιακοί φυσικοί έχουν δημιουργήσει κάποια από τα μεγαλύτερα όργανα παρατήρησης στην ιστορία αναζητώντας τα. Τα τηλεσκόπια νετρίνο είναι γιγάντια και κρυμμένα σε απόμακρες περιοχές της Γης. Στους αρχαίους πάγους της Ανταρκτικής, σε ορυχεία χιλιόμετρα κάτω από το έδαφος, και στο βυθό λιμνών και της Μεσογείου. Τα τηλεσκόπια ψάχνουν νετρίνο, κι όταν τα βρίσκουν είναι τα ίδια σωματίδια που γεννήθηκαν στις απρόσβαστες γωνίες του σύμπαντος.

Στη σπάνια περίπτωση που τα νετρίνο αλληλεπιδρούν με την ύλη, υπάρχουν δύο εκδοχές. Είτε δημιουργούνται άλλα υποατομικά σωματίδια (ηλεκτρόνια, μιόνια ή Τ λεπτόνια), τα οποία με τη σειρά τους παράγουν φως. Είτε χτυπούν έναν πυρήνα, εναποθέτοντας μέρος της ενέργειας τους. Ο πυρήνας αποδιεγείρεται, απαλλάσεται της επιπλέον ενέργειας, προκαλώντας έναν καταιονισμό σωματιδίων και φωτός.