A Dél-Dakotai erdők fölött, a köd mögött megbúvó laboratóriumban tudósok egyike a tudomány legnagyobb kérdéseire keresik a választ: miért létezik a Világegyetem? Ez a kérdés nem csupán a tudósok körében fontos, hiszen az emberiség létét is érinti. A kutatók egy másik japán tudóscsapat versenyt futnak, akik már évekkel előttük járnak. Jelenlegi elméletünk arról, hogy hogyan alakult ki a Világegyetem, nem képes megmagyarázni a körülöttünk látható bolygók, csillagok és galaxisok létezését. A két csapat detektorokat épít, hogy egy szubatomi részecskét, a neutrínót tanulmányozzanak, abban a reményben, hogy választ találhatnak a kérdésre.
Az Egyesült Államok által vezetett nemzetközi együttműködés célja, hogy a válaszokat a mélyben, a megfelelően elnevezett Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) kísérlet keretein belül találja meg. A tudósok 1500 méter mélyen, három hatalmas földalatti barlangban fognak dolgozni. A létesítmény mérete olyan hatalmas, hogy az építőmunkások és buldózereik kicsi műanyag játékoknak tűnnek a környezetükben. A projekt tudományos igazgatója, Dr. Jaret Heise a barlangokat „a tudomány katedrálisaiként” írja le, és már közel egy évtizede részt vesz a Sanford Földalatti Kutatóintézet (SURF) barlangjainak építésében. Ezek a barlangok szigetelik a DUNE-t a felszíni zajoktól és sugárzástól, lehetővé téve a tiszta és pontos kísérletezést.
Most, hogy a DUNE készen áll a következő szakaszra, Dr. Heise elmondta: „Készen állunk arra, hogy megépítsük azt a detektort, amely megváltoztatja a Világegyetemről alkotott elképzelésünket, egy olyan együttműködés keretein belül, amely több mint 1400 tudósból áll 35 országból, akik mindannyian kíváncsiak arra, hogy miért létezünk.” A Világegyetem keletkezésekor kétféle részecske jött létre: az anyag, amelyből a csillagok, bolygók és minden körülöttünk lévő dolog áll, valamint az ellentétes anyag, vagyis az antimáter. Elméletileg a kettőnek ki kellett volna oltania egymást, így csak hatalmas energia robbanása maradna. Mégis, itt vagyunk – mint anyag. A tudósok úgy vélik, hogy a válasz arra, hogy miért győzött az anyag – és miért létezünk – a neutrínó és annak antimateriális ellentéte, az anti-neutrínó tanulmányozásában rejlik.
A kutatók mindkét típusú részecske nyalábokat fognak indítani Illinois mélyén, hogy eljuttassák azokat a Dél-Dakotában található detektorokhoz, 800 mérföldre. Ennek a kutatásnak az a célja, hogy megértsék, a neutrínók és anti-neutrínók utazásuk során miként változnak meg. Ha a változások eltérnek a kétféle részecske esetében, az segíthet megérteni, hogy miért nem oltják ki egymást az anyag és az antimáter. A DUNE egy nemzetközi együttműködés, amely 1400 tudóst foglal magában harminc különböző országból. Közéjük tartozik Dr. Kate Shaw is a Sussex Egyetemről, aki elmondta, hogy a várható felfedezések „átszabják” a Világegyetemről és az emberiség önmagáról alkotott képét. „Hihetetlen izgalmas, hogy itt vagyunk most a technológiával, a mérnöki tudással és a számítógépes szoftveres készségekkel, hogy igazán neki tudjunk állni ezeknek a nagy kérdéseknek” – fogalmazott.
Egy másik kontinens tulsó felén japán tudósok fénylő arany gömböket használnak a hasonló válaszok keresésére. Ez a berendezés, amely a Hyper-K nevet viseli, egy nagyobb és jobb változata lesz a meglévő neutrínó detektoruknak, a Super-K-nak. A japán csapat kevesebb mint három éven belül üzembe helyezheti a neutrínó nyalábját, így évekkel előrébb tartanak, mint az amerikai projekt. A Hyper-K is nemzetközi együttműködés keretein belül valósul meg. Dr. Mark Scott, a Londoni Imperial College tudósa úgy véli, hogy csapatuk a legjobb helyzetben van ahhoz, hogy felfedezzenek valami igazán jelentős dolgot a Világegyetem eredetéről. „Korábban kapcsoljuk be a berendezést, és nagyobb detektorunk van, így hamarabb érhetünk el érzékenyebb méréseket, mint a DUNE” – mondta.
Bár a verseny folyik, a tudósok tisztában vannak azzal, hogy a két kísérlet együttes működtetése révén több információhoz juthatnak, mint ha csak az egyik működne. Dr. Linda Cremonesi, a Queen Mary Egyetem tudósa, aki a DUNE projekten dolgozik, megjegyezte, hogy a japán csapatnak még nem állnak rendelkezésére azok az összes összetevők, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megértsék, hogy a neutrínók és anti-neutrínók viselkedése eltérő-e. A kérdés, hogy mi történt az idő kezdetén, hogy létrejöhessünk, jelenleg továbbra is rejtély marad.
