Prečo existujeme? Hľadanie odpovede o hmotnom vesmíre

V fascinujúcom vystúpení Dr. Lia Merminga, riaditeľka Národnej laboratória pre časticovú fyziku a technológiu urýchľovačov Fermilab, nás prevedie svojou osobnou cestou od detskej zvedavosti až po vedenie rozsiahleho medzinárodného vedeckého projektu. Jej príbeh je spojený s hlbokým záujmom o častice a ich úlohu v pochopení základov vesmíru, konkrétne sa zameriava na experiment DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), ktorý má potenciál odhaliť prečo existuje viac hmoty ako antihmoty. Dr. Merminga nám ukazuje, že odpoveď na túto hlbokú otázku si vyžaduje rozsiahlu medzinárodnú spoluprácu a inováciu v oblasti technológií.

Kľúčové poznatky z prednášky Dr. Lia Merminga

• Častice a vesmír: Dr. Merminga zdôrazňuje, že štúdium častíc je kľúčom k pochopeniu základných stavebných prvkov vesmíru a ako funguje.
• Problém hmoty a antihmoty: V raných fázach vesmíru mali byť hmota a antihmota vytvorené v rovnakom množstve, no následná anihilácia by mala zanechať len čistú energiu. Skutočnosť, že tu sme my, naznačuje asymetriu, ktorú sa snažíme pochopiť.
• Neutrína a ich oscilácie: Neutrína sú elementárne častice s veľmi malou hmotnosťou, ktoré interagujú len veľmi slabým spôsobom s inými látkami. Ich schopnosť meniť "chuť" (oscilácia) môže byť kľúčom k pochopeniu asymetrie medzi hmotou a antihmotou.
• DUNE – medzinárodný projekt: Experiment DUNE, ktorý sa nachádza hlboko pod zemou v Južnej Dakote, je rozsiahly medzinárodný projekt s viac ako 1400 vedcami z viac ako 35 krajín, ktorého cieľom je preskúmať vlastnosti neutrín a odhaliť príčiny asymetrie hmoty a antihmoty.
• Dôležitosť medzinárodnej spolupráce: Dr. Merminga zdôrazňuje, že riešenie takýchto zložitých vedeckých otázok si vyžaduje globálnu spoluprácu a zdieľanie poznatkov.

Cesta k pochopeniu: Od detskej zvedavosti po experiment DUNE

Dr. Merminga začína svoj príbeh v Aténach, kde ako dieťa kládla základné otázky o svete okolo seba – napríklad či existuje koniec Zeme. Táto zvedavosť ju doviedla k vede a matematike, ktoré jej poskytli nástroje na pochopenie zložitosti sveta prostredníctvom elegantných matematických rovníc. Vplyv učiteľov a rodinných príbehov o jej tajomnom fyzikovi strýkovi George Dusmanis ju ešte viac motivoval k vedeckej kariére.

Jej štúdium na Michiganskej univerzite v Ann Arbor, kde sa hlboko ponorila do sveta častícovej fyziky a urýchľovačov častíc, ju priviedla k otázke: Prečo vôbec existujeme? Táto otázka ju poháňala a nakoniec ju doviedla na pozíciu riaditeľky Fermilab a zodpovednosti za vedenie experimentu DUNE.

Neutrína – tiché posunky vesmíru

Dr. Merminga sa zameriava na neutrína, elementárne častice, ktoré sú najrozšírenejšie vo vesmíre, no interagujú s inou hmotou len veľmi slabým spôsobom. Ich existencia bola prvotne teoretická, ale ich objav a štúdium priniesli revolúciu v našom chápaní fyziky.

Kľúčovým aspektom neutrín je ich schopnosť oscilácie – premena medzi tromi "chuťami" (elektrónové, myónové a tauné). Ak sa ukáže, že neutrína a antineutrína oscilujú odlišne, bude to silný dôkaz o porušení parity a náboja, čo by mohlo vysvetliť asymetriu medzi hmotou a antihmotou vo vesmíre.

DUNE – ambiciózny projekt na hranici vedy

Experiment DUNE je rozsiahly medzinárodný projekt, ktorý využíva najmodernejšie technológie a inžinierske riešenia. Zahŕňa budovanie výkonného urýchľovača častíc vo Fermilabe v Illinoise a výstavbu obrovských detektorov hlboko pod zemou v Južnej Dakote, vzdialených 800 míl od zdroja neutrín.

Táto rozsiahla vzdialenosť je nevyhnutná pre umožnenie dostatočného času na osciláciu neutrín a presné meranie ich vlastností. Projekt si vyžaduje spoluprácu viac ako 1400 vedcov z celého sveta, čo ho robí jedným z najväčších medzinárodných vedeckých projektov vôbec.

Veda pre všetkých: Dôležitosť podpory vedy a techniky

Dr. Merminga končí svoj príhovor úvahou o dôležitosti podpory vedy a techniky, zdôrazňujúc potrebu zapojiť do vedeckého procesu čo najviac ľudí – od študentov až po širokú verejnosť. Veda je spoločná snaha, ktorá si vyžaduje úsilie a podporu všetkých.

Zdroje a odkazy:

• TEDxChicago: https://www.ted.com/tedx/events/tedxchicago
• Fermilab: https://www.fnal.gov/
• DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment): Informácie o projekte DUNE nájdete na stránke Fermilabu venovanej tomuto experimentu. (Konkrétny odkaz nie je v popise videa, ale dá sa ľahko nájsť na stránke Fermilab.)

Približne 99 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.50 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.