Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής ερευνητές από τα Πανεπιστήμια του Rochester στη Νέα Υόρκη και της Βόρειας Καρολίνας κατάφεραν για πρώτη φορά να στείλουν ένα μήνυμα χρησιμοποιώντας μια δέσμη νετρίνων – σωματιδίων σχεδόν χωρίς καθόλου μάζα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα περίπου του φωτός. Το μήνυμα εστάλη μέσα από ένα βράχο πάχους 240 μέτρων και έλεγε απλά τη λέξη… “νετρίνο.”
“Χρησιμοποιώντας τα νετρίνα, θα μπορούσε να γίνει εφικτή η επικοινωνία μεταξύ δύο σημείων στη Γη χωρίς τη χρήση δορυφόρων ή καλωδίων” ανέφερε ο Dan Stancil, καθηγητής Electrical and Computer Engineering στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και βασικός συντάκτης μίας μελέτης που περιγράφει την έρευνα. “Τα συστήματα επικοινωνίας με χρήση νετρίνων είναι πολύ πιο περίπλοκα από ό,τι τα σημερινά συστήματα, αλλά, πιθανότατα, θα μπορούν να μας είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στο μέλλον”.
Πολλοί έχουν αναπτύξει τις θεωρίες τους σχετικά με πιθανές χρήσεις των νετρίνων στις επικοινωνίες, λόγω μίας ιδιαίτερα πολύτιμης “ικανότητάς” τους: μπορούν να διεισδύσουν σχεδόν σε οτιδήποτε συναντήσουν. Αν η τεχνολογία αυτή μπορούσε να εφαρμοστεί στα υποβρύχια, για παράδειγμα, τότε θα μπορούσαν ενδεχομένως να επικοινωνούν από μεγάλες αποστάσεις μέσα στο νερό, κάτι το οποίο είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, με τη σημερινή τεχνολογία. Και αν θελήσουμε να επικοινωνήσουμε με κάτι στην… αθέατη πλευρά του φεγγαριού ή σε έναν πλανήτη του διαστήματος, το μήνυμά μας θα μπορεί να ταξιδέψει κατευθείαν χωρίς εμπόδια.
“Φυσικά, η τωρινή τεχνολογία απαιτεί τεράστιο όγκο εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας ώστε να μπορέσει να αποσταλεί ένα μήνυμα χρησιμοποιώντας τα νετρίνα, έτσι μία τέτοια επιλογή δεν είναι πρακτική σε αυτή τη φάση”, δήλωσε ο Kevin McFarland, καθηγητής φυσικής από το Πανεπιστήμιο του Rochester που συμμετείχε στο πείραμα. “Αλλά το πρώτο μας βήμα προς την ημέρα που θα χρησιμοποιούμε τα νετρίνα για την επικοινωνία μας στην πράξη, φαίνεται πως ξεκινάει με μία επίδειξη που αξιοποιεί την τεχνολογία του σήμερα.”
Η ομάδα των επιστημόνων, που απέδειξε ότι η επικοινωνία με χρήση νετρίνων είναι δυνατή, πραγματοποίησε τις δοκιμές της στο Fermi National Accelerator Lab (ή Fermilab, για συντομία) έξω από το Σικάγο. Η ομάδα έχει υποβάλλει τα πορίσματά της στο περιοδικό Modern Physics Letters A.
Στο Fermilab οι ερευνητές είχαν πρόσβαση σε δύο σημαντικά στοιχεία όσον αφορά τον εξοπλισμό τους. Το πρώτο είναι ένας από τους πιο ισχυρούς επιταχυντές σωματιδίων στον κόσμο, που δημιουργεί υψηλής έντασης δέσμες νετρίνων επιταχύνοντας πρωτόνια γύρω από μια περιφερειακή διαδρομή 2,5 μιλίων και, στη συνέχεια, συγκρούοντάς τα με ένα στόχο άνθρακα. Το δεύτερο είναι ένας ανιχνευτής, πολλών τόνων, που ονομάζεται MINERVA, και βρίσκεται σε ένα σπήλαιο 100 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης.
Το γεγονός ότι ένας τόσος σημαντικός εξοπλισμός είναι απαραίτητος για την επικοινωνία με τη χρήση των νετρίνων συνεπάγεται ότι θα χρειαστεί πολλή δουλειά ακόμη, πριν η τεχνολογία μπορέσει να αξιοποιηθεί και να γίνει πιο “χρηστική”.
Η δοκιμαστική επικοινωνία, πάντως, πραγματοποιήθηκε, κατά τη διάρκεια μίας περιόδου δύο ωρών, όπου ο επιταχυντής λειτουργούσε στο μισό της πλήρους έντασης του, λόγω προγραμματισμένης διακοπής. Τα δεδομένα από τον MINERVA συλλέχθηκαν την ίδια στιγμή που διεξήχθη η δοκιμαστική επικοινωνία.
Σήμερα, οι περισσότεροι τρόποι επικοινωνίας υλοποιούνται μέσω αποστολής και λήψης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Με αυτό τον τρόπο λειτουργούν ραδιόφωνα, κινητά τηλέφωνα και τηλεοράσεις. Αλλά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν περνούν εύκολα μέσα από τις περισσότερες μορφές της ύλης. Μπλοκάρονται από το νερό, τα βουνά και πολλά άλλα υγρά και στερεά σώματα. Τα νετρίνα, από την άλλη, μπορούν να διέλθουν ακόμη και μέσα από ολόκληρους… πλανήτες χωρίς να διαταραχθούν.
Λόγω του ουδέτερου ηλεκτρικού φορτίου και της σχεδόν ανύπαρκτης μάζας τους, τα νετρίνα δεν υπόκεινται σε μαγνητική έλξη και δε μεταβάλλονται σημαντικά από τη βαρύτητα, με αποτέλεσμα να μην επηρεάζουν τυχόν εμπόδια την κίνηση τους.
Το μήνυμα που οι επιστήμονες έστειλαν χρησιμοποιώντας τα νετρίνα μεταφράστηκε σε δυαδικό κώδικα. Με άλλα λόγια, η λέξη «νετρίνο» αντιπροσωπεύτηκε από μια σειρά από 1 και 0, με το 1 να αντιστοιχεί σε μια ομάδα από τα νετρίνα που απελευθερώθηκαν και το 0 σε αυτά που δεν απελευθερώθηκαν. Τα νετρίνα απελευθερώθηκαν σε μεγάλες ομάδες, επειδή είναι τόσο φευγαλέα που ακόμη και ένας ανιχνευτής πολλών τόνων έχει τη δυνατότητα να εντοπίσει μόνο ένα στα δέκα δισεκατομμύρια νετρίνα. Αφού εντοπίστηκαν, ένας υπολογιστής στο άλλο άκρο μετέφρασε το δυαδικό κώδικα πίσω στα Αγγλικά, και η λέξη “νετρίνο” ελήφθη με επιτυχία.
“Τα νετρίνα είναι ένα καταπληκτικό εργαλείο που θα μας βοηθήσει να μάθουμε τη λειτουργία του σύμπαντος” δήλωσε η Deborah Harris, διευθύντρια του προγράμματος Minerva, “αλλά ως τρόπος επικοινωνίας έχουν πολύ δρόμο να διανύσουν πριν να είναι αποτελεσματικά.”
Η MINERVA είναι μια διεθνής σύμπραξη πυρηνικών και μοριακών φυσικών από 21 ιδρύματα, που μελετούν τη συμπεριφορά των νετρίνων, χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή που αναφέραμε και βρίσκεται στο Fermilab κοντά στο Σικάγο. Αυτό είναι το πρώτο πείραμα νετρίνου στον κόσμο, που χρησιμοποιεί υψηλής έντασης δέσμες τους, για να μελετήσει τις αλληλεπιδράσεις των νετρίνων με τους πυρήνες από πέντε διαφορετικά στοιχειώδη σωματίδια, πραγματοποιώντας έτσι την πρώτη σύγκριση των αλληλεπιδράσεων που προκύπτουν. Αυτό θα βοηθήσει να ολοκληρωθεί η εικόνα που έχουν οι επιστήμονες για τα νετρίνα και θα επιτρέψει στα δεδομένα που προκύπτουν να ερμηνεύονται με πιο ξεκάθαρο τρόπο σε τρέχοντα και μελλοντικά πειράματα.
Πηγή: University of Rochester
τα σχόλια είναι κλειδωμένα.