سفر به آزمایشگاه محرمانه چین که رازهای جهان را دگرگون می‌کند

سرویس خواندنی‌های «انتخاب»: در جنوب چین، در عمق ۷۰۰ متری زیر یک تپه گرانیتی، رصدخانه‌ای عظیم و ۳۰۰ میلیون دلاری ساخته شده که هدف اصلی آن آشکارسازی نوترینوهاست؛ ذرات زیراتمی بسیار ریز و سبک که به‌عنوان «ذرات شبح» شناخته می‌شوند. نوترینوها از زمان انفجار بزرگ (بیگ بنگ) وجود داشته‌اند و هر ثانیه تریلیون‌ها از آن‌ها از بدن انسان عبور می‌کنند بدون اینکه با چیزی برهم‌کنش قابل توجهی داشته باشند. پژوهشگران امیدوارند این مرکز بتواند پرده از رازهای بنیادی درباره چگونگی پیدایش و تکامل جهان بردارد.

این رصدخانه که Jiangmen Underground Neutrino Observatory نام دارد، در استان گوانگ‌دونگ ساخته شده و نزدیک به ده سال زمان برده است. سازه اصلی آن یک کره‌ی اکریلیک پر از مایع خاص است که هنگام برخورد نوترینو با پروتون‌ها، نور ضعیفی ساطع می‌کند. این کره درون سیلندری محافظ حاوی ۴۵ هزار تُن آب خالص قرار دارد تا از تداخل پرتوهای کیهانی و تابش‌های دیگر جلوگیری شود. نوترینوها از دو نیروگاه هسته‌ای نزدیک وارد آشکارساز می‌شوند و پیش‌بینی می‌شود روزانه حدود ۵۰ رویداد ثبت گردد.

دانشمندان قصد دارند با استفاده از داده‌های این آشکارساز، معمای مهمی را حل کنند: ترتیب جرمی سه «طعم» نوترینو. دانستن این سلسله‌مراتب می‌تواند به بازنویسی مدل‌های فیزیک ذرات و کیهان‌شناسی کمک کند. به گفته «وانگ یی‌فانگ» از آکادمی علوم چین، این پروژه می‌تواند مسیر جدیدی در درک نیروهای بنیادی جهان و تاریخ تکامل ماده ایجاد کند. با این حال، کارشناسانی چون «کیت شولبرگ» از دانشگاه دوک تأکید می‌کنند که این کار بسیار دشوار و پرریسک است.

پژوهشگران برآورد کرده‌اند که برای رسیدن به نتایج آماری معنادار باید حدود شش سال و ۱۰۰ هزار «برخورد نوترینو» ثبت شود. هم‌زمان، پروژه‌های مشابهی در ژاپن (Hyper-Kamiokande) و ایالات متحده (DUNE) در حال ساخت‌اند که به ترتیب تا سال‌های ۲۰۲۷ و ۲۰۳۱ فعال خواهند شد. نوترینوها ممکن است به پاسخ دادن به پرسش بزرگ دیگری نیز کمک کنند: چرا جهان عمدتاً از ماده تشکیل شده و ضدماده تقریباً به‌طور کامل ناپدید شده است. این ذرات شبح‌گون می‌توانند کلید فهم قوانین اولیه ماده و رازهای بزرگ کیهان باشند.