ZLATNA KOMORA: Ispod planine u Japanu teče toliko čista voda da može da rastvori metal

Zlatna komora zakopana pod planinom u Japanu sadrži vodu toliko čistu da može da rastvori metal i pomaže naučnicima da proučavaju zvezde koje umiru. Na 1.000 metara ispod planine Ikeno u Japanu, nalazi se mesto koje izgleda kao san svakog supernegativca. Super-Kamiokande (ili "Super-K" kako se ponekad naziva) je neutrinski detektor. Neutrini su subatomske čestice koje putuju kroz svemir i prolaze kroz čvrstu materiju kao da je vazduh. Proučavanje ovih čestica pomaže naučnicima da otkriju umiruće zvezde i nauče više o univerzumu.

Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

Business Insider je razgovarao sa tri naučnika o tome kako funkcioniše džinovska zlatna komora - i o opasnostima sprovođenja eksperimenata u njoj. Gledanje subatomskog sveta Neutrinose je veoma teško otkriti, toliko da ih je Nil de Gras Tison nazvao "najneohvatljivijim plenom u kosmosu". U ovom videu on objašnjava da je komora za otkrivanje zakopana duboko u zemlji da bi sprečila druge čestice da uđu. "Materija ne predstavlja prepreku neutrinu", kaže on. "Neutrino bi mogao proći kroz stotinu svetlosnih godina čelika, a da ni ne uspori."

Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

"Ali zašto ih uopšte hvatati? Ako postoji supernova, zvezda koja se urušava u sebe i pretvara se u crnu rupu", pita se dr Joši Učida sa Imperial College London.

Pre nego što zvezda počne da se raspada, ona ispaljuje neutrine, pa Super-K deluje kao neka vrsta sistema ranog upozoravanja, koja nam govori kada treba pripaziti na ove zaslepljujuće kosmičke događaje. "Proračuni govore da će jednom, na svakih 30 godina, jedna supernova eksplodirati u onom rasponu koji mogu da vide naši detektori", rekao je dr. Učida. "Ako vam nedostaje jedna, moraćete da sačekate još nekoliko decenija u proseku, da biste videli sledeću."

Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

Smešten na suprotnoj strani Japana u Tokaiju, eksperiment T2K ispaljuje neutrino snop 295 km kroz Zemlju da bi se pokupio u Super-K na zapadnoj strani zemlje. Proučavanje načina na koji se neutrini menjaju (ili "osciliraju") dok prolaze kroz materiju može nam reći više o poreklu univerzuma.

"Naši modeli velikog praska predviđaju da bi materija i anti-materija trebalo da budu stvorene u jednakim delovima", rekao je dr Morgan Vascko sa Imperial Collegea za Business Insider", ali sada je većina anti-materije nestala na ovaj ili onaj način." Proučavanje neutrina mogao bi biti jedan od načina otkrivanja kako je do toga došlo.

Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

Sakriven 1.000 metara pod zemljom, Super-Kamiokande je velik koliko i 15-ospratna zgrada. Ogroman rezervoar napunjen je sa oko 50.000 tona jako čiste vode. To je zato što su neutrini, kada putuju kroz vodu, brži od svetlosti. Čestica koja prolazi kroz vodu, ako ide brže od svetlosti, takođe može proizvesti udarni talas svetlosti.

Komora je obložena sa 11.000 sijalica u zlatnoj boji. Ovo su neverovatno osetljivi detektori svetlosti zvani Photo Multiplier Tubes (PMTs) koji mogu da pokupe ove udarne talase. Dr Vascko ih opisuje kao "obrnutu sijalicu". Jednostavno rečeno, oni mogu otkriti čak i neznatne količine svetlosti i pretvoriti je u električnu struju koja se tada može primetiti. Da bi svetlost iz ovih udarnih talasa dospela do senzora, voda mora da bude jako čista.

Super Kamiokande, Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

"Čista voda je veoma, veoma gadna stvar. Ima svojstva kiseline. Ako biste se umočili u ovoj ultra čistoj vodi Super-K, dobili biste dosta pilinga", rekao je dr. Vascko.

Dr Metju Malek sa Univerziteta u Šefildu i još dve osobe radili su održavanje Super-K. Dok su tada ispuštali vodu, Malek se nije brinuo kontaminacije. Ali kada se sledećeg jutra probudio u 15:00, imao je šta da vidi: "Ustao sam u tri sata ujutro sa najvećim svrabom koji sam imao u celom životu. Toliko me je svrbelo da nisam mogao da spava". Brzo je skočio pod tuš i proveo pola sata energično trljajući kosu.

Opservatorija Kamioka, ICRR (Institut za istraživanje kosmičkih zraka), Univerzitet u Tokiju

Druga priča potiče od Dr Vascko-a, koji je čuo da su 2000. godine, kada je rezervoar potpuno ispražnjen, istraživači pronašli obris ključa na dnu njega. "Očigledno je neko tamo ostavio ključ kada su ga 1995. godine napunili", rekao je. "Kada su ga isušili 2000. godine, ključ se rastopio."

Super-K 2.0 Super-Kamiokande je možda masivan, ali dr Vascko je za Business Insider rekao da je predložen još veći neutrino detektor pod nazivom "Hiper-Kamiokande".

"Pokušavamo da odobrimo ovaj eksperiment Hiper-Kamiokande, koji bi počeo otprilike 2026. godine", rekao je on. Hiper-K bi bio 20 puta veći od Super-K u odnosu na čistu zapreminu, i sa oko 99.000 detektora svetlosti za razliku od 11.000 koliko ima sadašnji.