Это одни из самых загадочных частиц во Вселенной: нейтрино. Неуловимые, почти невесомые, они пронизывают всю осязаемую материю, не оставляя следов. Они входят в число фундаментальных строительных блоков природы и, вероятно, составляют до 50 процентов общей массы Вселенной. Для более точного изучения их свойств в Европейском центре ядерных исследований CERN сейчас проводится эксперимент «Опера».
Известны три группы нейтрино: электронные, одним из источников которых является Солнце, мюонные и тау-нейтрино. Их состояние может меняться от одной группы к другой. Этот процесс, называемый осцилляцией, не только доказывает, что нейтрино вообще имеют какую-либо массу - в чем долгое время сомневались, - но также и то, что все три группы имеют разные веса. «Опера», которая в настоящее время устанавливается в Гран-Сассо, Италия, призвана впервые подтвердить это колебание.
Для этого пучок искусственно сгенерированных мюонных нейтрино отправляется из ЦЕРН под Женевой. Чем большее расстояние пролетит нейтрино, тем больше вероятность того, что оно сменит группу. Поскольку нейтрино пронизывают почти всю материю, несколько миллионов свинцовых пластин расположены под землей в двух так называемых супермодулях, чередующихся с фотопластинками в Гран-Сассо, с которыми реагируют ожидаемые тау-нейтрино и, таким образом, могут быть обнаружены.
Ученые во главе с Дитером Фрекерсом, профессором ядерной физики Университета Мюнстера, выполняют три задачи в международной команде, состоящей примерно из 30 рабочих групп: Выбор типа свинца имеет решающее значение важности, так как сам материал не излучает радиоактивно допустимого, в противном случае результаты были бы фальсифицированы. Они также работают над газовым детектором, который разрабатывается в Гамбурге, чтобы иметь возможность точно определять энергию исходных мюонов. Уже завершена работа над специальным микроскопом, с помощью которого можно читать фотопластинки.
Если эксперимент, который планируется начать в следующем году и продлится в общей сложности пять лет, будет успешным, ученые смогут немного лучше понять характер загадочных частиц - и, таким образом,, например, происхождение и строение Вселенной, образование которой нейтрино.