Elementární částice neutrina jsou neškodné, mají neutrální náboj a téměř nulovou hmotnost. Právě proto je však extrémně těžké je studovat. Téměř s ničím nereagují a zaznamenat je na běžných přístrojích je jako snažit se chytit do rukou vzduch.
Výzkum neutrin
Neutrina se zkoumají ve speciálních laboratořích. Jedna z nich se jmenuje Neutrinová observatoř Super-Kamiokande a je ukrytá v hoře Ikeno v Japonsku skoro tisíc metrů pod zemí. Vědci zde nedávno přišli na zvláštní anomálii, která by mohla vysvětlit důvod toho, proč tady vlastně jsme. Tým složený z 500 fyziků z 12 zemí světa dokázal nasimulovat situaci, v níž neutrina narušila rovnováhu mezi hmotou a antihmotou.
Vznik vesmíru a Velký třesk
Abychom se ve světě hmoty, antihmoty a elementárních částic zorientovali, musíme se vrátit až k Velkému třesku čili samotnému vzniku našeho vesmíru. V prvních okamžicích po Velkém třesku bylo hmoty i antihmoty stejné množství. V takové situaci se jejich působení navzájem vyruší a promění na čistou energii. Má to ale jednu podmínku. Stačí malá odchylka na vahách a jeden druh částic začne pohlcovat ten druhý. Pokud by se tato rovnováha udržela, nevzniklo by nic živého ani neživého.
Neutrino příčinou všeho?
Jenže ono se stalo něco jiného. Váhy se skutečně převážily a namísto čisté energie začala hmota pohlcovat antihmotu. Začaly se rodit galaxie, hvězdy, planety a nakonec i život. Dnes už ve vesmíru antihmotu vůbec nenajdeme. Antičástice sice stále vznikají, ale hmota je okamžitě zlikviduje.
Současný výzkum v observatoři Super-Kamiokande přitom jasně naznačil, že za narušením rovnováhy hmoty a antihmoty stojí právě tajemné neutrino, mohly by tedy být příčinou vzniku vesmíru. Fascinující není jen výsledek experimentu, ale i samotné měření, které probíhá v součinnosti dvou japonských laboratoří.
Fantastické laboratoře
Nedaleko od Tokia se nachází protonový urychlovač J-PARC. Ten vytváří částice neutrin a antineutrin a vysílá je ven. Laboratoř Super-Kamiokande je od urychlovače částic vzdálená stovky kilometrů, přesto nemá problém uvolněná neutrina chytat. Využívá k tomu podzemní nádrž, v níž se nachází 50 milionů litrů extrémně čisté vody.
Na stěnách nádrže je 13 tisíc detektorů v podobě trubic, které jsou schopny zaznamenat okamžik, kdy neutrina prochází vodou, a v tu chvíli jemně zablikají. Další potvrzení výzkumu neutrin má přinést nová observatoř DUNE, která v současnosti vzniká ve Spojených státech. Bude ještě hlouběji pod zemí, nabídne větší nádrž a namísto vody má být naplněna kapalným argonem. Tak takhle se odhalují tajemství vesmíru.
Odkud přichází neutrino?
Jednou ze záhad neutrina, kterou vědci nedávno rozluštili, je jeho původ. Už dlouho víme, že k nám proudí odkudsi z kosmu. Nyní však tým astrofyziků z Moskevského institutu fyziky a technologií oznámil, že našel jejich přesný původ.
Studovali data z observatoře IceCube v Antarktidě a zjistili, že neutrina pocházejí ze supermasivních černých děr. Ty pohlcují veškerou hmotu ve svém okolí. A právě během vtahování hmoty do černé díry se některé částice vracejí zpět a proměňují na neutrina, aby pak rychlostí světla netečně putovala celým kosmem.
