واشنطن – داخل مختبر يقع فوق ضباب غابات ساوث داكوتا ، يبحث العلماء عن الإجابة على أحد أكبر أسئلة العلم: لماذا يوجد عالمنا؟
إنهم في سباق للإجابة مع فريق منفصل من العلماء اليابانيين – الذين يقبلون عدة سنوات.
النظرية الحالية لكيفية ظهور الكون لا يمكن أن تشرح وجود الكواكب والنجوم والمجرات التي نراها من حولنا. يقوم كلا الفريقين ببناء أجهزة الكشف التي تدرس جسيمًا فرعيًا يسمى النيوترينو على أمل العثور على الإجابات.
يأمل التعاون الدولي الذي تقوده الولايات المتحدة أن تكون الإجابة في أعماق الأرض ، في تجربة نيوترينو العميقة تحت الأرض (الكثبان الرملية).
سيسافر العلماء على ارتفاع 1500 متر تحت السطح إلى ثلاثة كهوف واسعة تحت الأرض. هذا هو المقياس الذي يبدو أن أطقم البناء وجرافاتهم مثل الألعاب البلاستيكية الصغيرة بالمقارنة.
المدير العلمي لهذا المرفق ، يصف الدكتور Jaret Heise الكهوف العملاقة بأنها “كاتدرائيات للعلوم”.
شارك الدكتور Heise في بناء هذه الكهوف في منشأة Sanford Underground Research (SURF) منذ ما يقرب من عشر سنوات. يقومون بإغلاق الكثبان الرملية من الضوضاء والإشعاع من العالم أعلاه. الآن ، الكثبان الرملية جاهزة الآن للمرحلة التالية.
يقول: “نحن على استعداد لبناء الكاشف الذي سيغير فهمنا للكون بالأدوات التي سيتم نشرها من خلال تعاون أكثر من 1400 عالم من 35 دولة يتوقون إلى الإجابة على مسألة سبب وجودنا”.
عندما تم إنشاء الكون تم إنشاء نوعين من الجزيئات: المادة – التي يتم من خلالها صنع النجوم والكواكب وكل شيء من حولنا – وبكرس متساوٍ ، مضاد ، عكس المادة تمامًا.
من الناحية النظرية ، كان ينبغي على الاثنين إلغاء بعضهما البعض ، ولم يتركوا شيئًا سوى انفجار كبير من الطاقة. ومع ذلك ، نحن هنا – كما هو الأمر -.
يعتقد العلماء أن الإجابة على فهم سبب فوزها-ونحن موجودون-تكمن في دراسة جسيم يسمى النيوترينو ومضاد له ، مضاد نوترينو.
سيقومون بإطلاق عوارض من كلا النوعين من الجزيئات من أعماق الأرض في إلينوي إلى الكاشفات في ساوث داكوتا ، على بعد 800 ميل.
هذا لأنه عندما يسافرون ، تتغير النيوتريونات ومضادات النيوتريونات بشكل طفيف.
يريد العلماء معرفة ما إذا كانت هذه التغييرات مختلفة بالنسبة للنيوتريونات ومضادات النيوتريونات. إذا كان الأمر كذلك ، فقد يؤدي ذلك إلى إجابة لماذا لا تلغي Matter و Anti-Matter بعضهما البعض.
Dune هو تعاون دولي يشمل 1400 عالم من ثلاثين دولة. من بينهم الدكتورة كيت شو من جامعة ساسكس ، الذي أخبرني أن الاكتشافات في المتجر ستكون “تحويلية” لفهمنا للكون ورؤية الإنسانية عن نفسها.
وقالت: “إنه لأمر مثير حقًا أننا هنا الآن مع هذه التكنولوجيا ، مع الهندسة ، مع مهارات برامج الكمبيوتر لتكون قادرة حقًا على مهاجمة هذه الأسئلة الكبيرة”.
نصف العالم بعيدًا ، يستخدم العلماء اليابانيون Golden Globes Shining للبحث عن نفس الإجابات. براقة في كل روعتها ، يشبه المعبد للعلوم ، مما يعكس الكاتدرائية في ساوث داكوتا على بعد 6000 ميل (9650 كم). يقوم العلماء ببناء Hyper-K-والتي ستكون نسخة أكبر وأفضل من كاشف النيوترينو الحالي ، Super-K.
سيكون الفريق الذي يقوده اليابانيون على استعداد لتشغيل شعاع النيوترينو في أقل من ثلاث سنوات ، قبل عدة سنوات من المشروع الأمريكي. تمامًا مثل الكثبان الرملية ، يعد Hyper-K تعاونًا دوليًا. يعتقد الدكتور مارك سكوت من الإمبراطورية ، لندن أن فريقه في وضع في وضع واحد من أكبر الاكتشافات على الإطلاق حول أصل الكون.
يقول: “نحن ندير في وقت مبكر ولدينا كاشف أكبر ، لذلك يجب أن يكون لدينا حساسية أكثر في وقت أقرب من الكثبان الرملية”.
إن إجراء كلتا التجربتين يجريان معًا يعني أن العلماء سيتعلمون أكثر مما يفعلون مع إجراء واحد فقط ، لكنه يقول: “أود الوصول إلى هناك أولاً!”
لكن الدكتورة ليندا كريمونسي ، من جامعة كوين ماري في لندن ، التي تعمل في مشروع الكثبان الرملية ، تقول إن الوصول إلى هناك أولاً قد لا يعطي الفريق الذي يقوده اليابانيين الصورة الكاملة لما يجري بالفعل.
“هناك عنصر في العرق ، لكن Hyper K لا يوجد حتى الآن جميع المكونات التي يحتاجون إلى فهمها إذا كانت النيوتريونات ومضادات Neutrinos تتصرف بشكل مختلف.”
قد يكون السباق قيد التشغيل ، لكن النتائج الأولى متوقعة فقط في غضون بضع سنوات. لا تزال السؤال حول ما حدث في بداية الوقت لإحضارنا إلى الوجود لغزا – في الوقت الحالي. – بي بي سي
