Дълбоко под повърхността на Южна Дакота, в една от най-мащабните научни инфраструктури в света, група американски учени влизат в надпревара с времето… и с Япония – за да открият отговор на един фундаментален за човечеството въпрос: защо съществува Вселената?

Американският проект, който носи името DUNE – Deep Underground Neutrino Experiment, е международна колаборация с участието на над 1400 учени от 35 държави. Финансиран от Министерството на енергетиката на САЩ и частично подкрепен от ЕК и научни институции от целия свят, проектът е част от една нова вълна на научни инвестиции с високи рискове, но и с високи приоритети.

Зад лъскавото лице на технологията обаче застава един парадокс, който физиката не е успяла да обясни до момента: когато Вселената се е появила, материята и антиматерията е трябвало взаимно да се унищожат. На теория днес не би трябвало да съществува нищо – нито планети, нито звезди, нито хора. И все пак, въпреки научните факти, сме тук.

Възможният отговор на този казус може би се крие в неутриното – загадъчна субатомна частица, която почти не взаимодейства с материята и преминава през всичко – включително и през самата Земя.

В основата на DUNE стоят три подземни камери, разположени на дълбочина от 1500 метра под земята, в рамките на Sanford Underground Research Facility (SURF). Там, в условия, изолирани от шум и радиация, ще бъдат инсталирани чувствителни детектори, които ще регистрират как неутриното и неговият антипод – анти-неутриното – се променят при движение, пише BBC.

„Тук изграждаме детектора, който може да промени разбирането ни за самото съществуване“, казва д-р Джарет Хайз, научен директор на съоръжението.

Американският екип ще изпраща снопове от неутрино от източник в Илинойс към детекторите в Южна Дакота – разстояние от над 1300 километра. Вниманието е насочено към това дали неутриното и анти-неутриното се променят по различен начин по време на това пътуване. Ако бъде открита разлика – това може да обясни защо материята доминира във Вселената.

Завоеватели на Марс: Колко близо е САЩ до Червената планета?

Но Япония не чака

От другата страна на света японският проект Hyper-Kamiokande (Hyper-K) вече навлиза в заключителна фаза. Под планините край Токио учени изграждат нещо, което напомня на храм от бъдещето – зала, изпълнена с хиляди златни сфери, които са създадени, за да улавят всяка сянка на неутрино.

Проектът е наследник на добре познатия Super-Kamiokande, който вече носи Нобелова награда на страната. Hyper-K ще бъде по-голям, по-прецизен и най-важното – ще започне работа няколко години преди DUNE.

„Ние ще бъдем първите, които ще получим реални данни. Имаме по-голям детектор и започваме по-рано“, казва д-р Марк Скот от Imperial College London, който работи по японския проект.

Астрономи наблюдават първото планетарно самоубийство в историята

Американският екип обаче не се отказва толкова лесно. Д-р Линда Кремонези от Queen Mary University вярва, че DUNE ще представлява по-задълбочен експеримент. „Hyper-K няма всички нужни елементи, за да разкрие напълно как се държат неутриното и анти-неутриното“, казва тя.

И двата проекта имат ясна стойност за науката, но зад тях стои и геополитика на знанието. Днес, когато технологичната надпревара се измерва не само чрез чипове и батерии, но и чрез базисното разбиране за Вселената, изглежда, че САЩ и Япония играят шах под земята.

За държави с научни и индустриални амбиции всичко това е и инвестиция в национален престиж – с потенциал да отключи следващо поколение квантови и енергийни технологии. И въпреки че първите реални резултати се очакват след няколко години, надпреварата вече е факт.