Naučnici u lovu na tamnu materiju, smeši im se Nobel?

Do danas su standardnim modelom fizičari odgonetnuli prirodu najviše do četiri odsto materije koju možemo da opazimo i izmerimo. Posmatranja, međutim, ukazuju na to da materije i energije ima mnogo više, i to takve da ne reaguju ni sa jednom od poznatih sila - elektromagnetnom, jakom nuklearnom, slabom nuklearnom, ni sa silom gravitacije.

Ako bi fizičarima u Fraskatiju, italijanskom gradiću od 20.000 stanovnika, pošlo za rukom da dokažu da postoji tamni foton, takav kakvim ga predviđa teorija na koju se oslanjaju, bio bi to naučni iskorak u rangu Higzovog bozona, možda i više od toga.

Širom bi se otvorila vrata razumevanju od čega se sastoji oko 96 odsto svemira, što danas nismo u stanju da opazimo, izvesno je i sasvim nova sila, te ko zna kakva sve nova čudesa.

Projekat se zove "Padme" (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), a već samo ime ukazuje na njegovu suštinu. Pretpostavka je da u prirodi zaista postoji "tamni foton" kao čestica tamne materije. Inače je odavno poznato da pri sudaru jednog elektrona i jednog antielektrona, čestice antimaterije, dolazi do poništavanja te dve čestice i silovitog proboja energije, te da se tada naglo stvaraju dve nove čestice, dva fotona.

Međutim, ako postoji "tamni foton", onda bi povremeno trebalo da dolazi do pojave parafoton - tamni foton, a kako teorijski fizičari koji ulaze u projekat imaju razloga da pretpostavljaju da bi "tamni foton" trebalo da ima masu za razliku od fotona bez mase, sve što bi trebalo da se uradi jeste sudarati parove elektrona i antielektrona (još se naziva i pozitron) i pratiti kada će doći do situacije da se nisu stvorila dva fotona nego nešto drugo.

A u tom slučaju bi se iz merenja stanja nakon sudara mogla izmeriti i masa te tamne, fantomske čestice. Zašto toliko petljavine oko jedne čestice, kad se čestice po pravilu uočavaju mnogo direktnije, čak i Higsov bozon?

Zato što pretpostavljeni tamni foton, isto kao i tamna materija i tamna energija, ne reaguju s oblicima materije i energije koje opažamo, onih četiri odsto, ni preko jedne od četiri sile koje znamo.

Sigurno da nekako ipak reaguju, ali moderna fizika još nije otkrila kako. Preostaje, znači, da se ide posrednim putem, da se pokuša izmeriti masa fotonu.

Foto: Thinkstock

Ipak ima problema

Tehnički problemi projekta Padme su to što ovaj eksperiment mora da se sprovodi ekstremnom preciznošću čak i po merilima sveta fizičara koji se, na primer, bave eksperimentima i događajima poput onoga u CERN-u.

Ovaj naučni eksperiment izvodiće tako što će dijamantnu pločicu debljine jednu desetinku milimetra gađati zrakom iz koji će ispaljivati rafale pozitrona, odnosno, ciljaće elektrone u atomu ugljenika. Naučnici će analizirati i u kojem sudaru elektrona i pozitrona nije došlo do pojave dva fotona nego samo jednog fotona i nečega nepoznatog.

A tek onda kreće pravi posao. Glavni detektor čestica, tzv kalorimetar, ekipi koja će se ovime baviti, poklonio je CERN iz svoje zalihe rezervnih delova.

Planirano je da eksperiment Padme traje najmanje do kraja godine, a nakon što posao bude gotov u Italiji, ceo projekt se seli na Univerzitet Kornel zato što tamo na raspolaganju imaju mnogo moćniji akcelerator čestica, pa će moći da rade s mnogo većim energijama.

U svom žargonu, onom delu koji mogu da razumeju i obični pismeni ljudi, fizičari željeno otkriće "tamnog fotona" nazivaju "otkrićem portala za ulazak i uvid u tamnu materiju".

Otkriće tako nečega bilo bi takva senzacija u svetu nauke da bi oni kojima bi to uspelo bez sumnje narednih možda i nekoliko dana bili zauzeti alkoholnim slavljem, a potom lečenjem mamurluka pre nego što bi krenuli da planiraju šta će da obuku na dodeli Nobelove nagrade.