Pe 23 februarie 2012 s-au împlinit 25 de ani de la tsunamiul de neutrini care a invadat planeta noastră. Neutrinii, generaţi în urma exploziei unei Supernove îndepărtate, ne-au invadat, în mod pacific. Câţiva dintre aceşti neutrini s-au lăsat „văzuţi” de detectoare de mari dimensiuni din diverse continente. La ora actuală vânătoarea acestor enigmatice particule continuă în cadrul unor experimente extrem de ambiţioase.

Ziua de 23 februarie 1987 este marcată cu roşu în calendarul oamenilor de ştiinţă. La ora 7.36 GMT o adevărată furtună de neutrini ne-a invadat planeta. Neutrinii sunt particule din cadrul Modelului Standard al fizicii particulelor elementare fără sarcină electrică, cu o masă foarte mică şi care la ora actuală este încă necunoscută, care interacţionează cu restul lumii doar prin aşa-numita interacţiune slabă. Timp de 13 secunde, în 1987, am fost practic într-un ocean de neutrini generaţi în urma exploziei unei stele, o supernovă îndepărtată (SN 1987A). Fluxul acestor neutrini era de circa 10.000 de ori mai intens decât cel care ajunge la noi de la Soare în urma proceselor nucleare care au loc acolo. Multe miliarde de neutrini! Şi totuşi – nimeni nu a fost rănit, nimeni nici măcar nu şi-a dat seama... cel puţin până când câteva experimente din Japonia, Kamiokande II, din America, IBM, şi din Rusia, Baksan neutrino observatory, au măsurat câţiva din aceşti neutrini: 11, 8 şi 5, deci un total de 24 de neutrini. Un număr extrem de mic, însă semnificativ – ţinând cont de faptul că neutrinii interacţionează cu materia extrem de slab.

După 3 ore de la măsurarea acestor neutrini, şi-au făcut apariţia şi semnalele luminoase de la Supernovă, care era localizată la circa 170.000 ani lumină de noi, în Marele Nor a lui Magelan, o galaxie satelit apropiată de a noastră.

Neutrinii observaţi ne-au dat posibilitatea să vedem o stea în momentul dramatic al „morţii” acesteia şi să înţelegem mai bine procesele care au loc. Faptul că neutrinii au ajuns la noi mai repede decât lumina nu înseamnă că au viteză mai mare ca aceasta ci, pur şi simplu, că au pornit de la stea mai devreme. Au reuşit să iasă din stea, interacţionând mult mai puţin cu materia, mai rapid decât fotonii – care au avut de „lucru” pentru a ajunge la suprafaţă şi a porni spre noi.

Studiul neutrinilor ne ajută să înţelegem Universul mai bine decât studiind doar radiaţia electromagnetică. O adevărată astronomie neutrinică este visul multor oameni de ştiinţă la ora actuală.

Multe experimente inovative au fost puse la punct în ultimii ani pentru a detecta aceşti misterioşi neutrini.

Printre aceste experimente se numără şi IceCube neutrino telescope, instalat la Polul Sud practic în... gheaţă. Un kilometru cub de gheaţă, la adâncimi între 1400 şi circa 2500 de metri, a fost instrumentat cu circa 5000 de detectoare care pot să vadă semnalele lăsate de neutrini în gheaţă.

Oamenii de ştiinţă sunt pregătiţi pentru următorul tsunami de neutrini. De data aceasta cu siguranţă vor vedea un număr de neutrini mult mai mare decât cei 24 văzuţi în 1987. Studiul acestora ne va ajuta să înţelegem mai bine procesele care au loc în stele şi caracteristicile neutrinilor, cum ar fi masa acestora sau aşa-numita oscilaţie a neutrinilor, adică faptul că se pot transforma dintr-un fel de neutrino în altul (existând trei tipuri de neutrini: electronici, muonici şi tauonici). Ba mai mult, poate vom reuşi să elucidăm o parte din misterele legate de originea şi evoluţia Universului.

Studiul neutrinilor este de mare actualitate. Cu siguranţă, peste alţi 25 de ani vom şti mai multe despre aceste misterioase particule. Este însă foarte posibil ca parte dintre viitoarele descoperiri să genereze alte enigme.

Articol scris de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Curceanu, profesoară de fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe