Ученые завершают эксперимент, способный выявить другие измерения Вселенной.
Вот так, без горячих тряпок. Под тихими прериями Южной Дакоты, на глубине более километра, международная команда готовит самую большую из когда-либо построенных нейтрино-пушек: луч настолько мощный, что, если самые смелые теории верны, он может сорвать завесу с реальности и показать, что наш мир не трехмерен, но видимая поверхность чего-то гораздо более обширного.
Это не научная фантастика. Это Project DUNE (Дюна), подземный объект, который выглядит так, как будто он вышел из лаборатории Хокинса, но финансируется за счет государственного бюджета и научных фирм.
DUNE — от английского Deep Underground Neutrino Experiment - предназначена для запуска огромного потока нейтрино с ускорителя в Иллинойсе (США) в детекторы, спрятанные на глубине 1,5 км под скалами Южной Дакоты, пройдя около 1300 км.
Нейтрино — это частицы-призраки: они практически не взаимодействуют с материей, проходя сквозь Землю — и сквозь нас — как если бы мы были прозрачными. Эта невидимость делает их привилегированными посланниками космоса: если там, наверху, произойдет что-то странное — сверхновые, коллапс звезд, экзотические явления — нейтрино могут принести нам истинную версию этих событий.
План DUNE прост (в теории) и титаничен (в масштабе): создать самый интенсивный пучок нейтрино из когда-либо наблюдавшихся, захватить эти нейтрино в гигантских подземных камерах с жидким аргоном и изучить, как они «колеблются» — как меняют свой тип по мере движения — с беспрецедентной точностью. Цель: пролить свет на организацию масс нейтрино, асимметрию материи и антиматерии и даже обнаружить явления, которые ускользают от современной парадигмы физики.
Но сегодня внимание многих теоретиков привлекает другая возможность: что эти изменения, эти колебания, являются не только следствием известной квантовой механики, но и отпечатком других измерений — скрытых пространств за пределами трех измерений обычной материи.
Дополнительные измерения? От теоретической физики к экспериментальной проверке
Теория параллельных вселенных возникла как теория в рамках квантовой механики примерно в 1957 году. Вкратце, она утверждает, что Вселенная разветвляется на множество новых, альтернативных космосов. В октябре беспрецедентный гамма-всплеск вновь разжег предположения о червоточинах и мирах по другую сторону пространства-времени.
Идея не нова: на протяжении десятилетий современная физика рассматривала возможность существования дополнительных измерений, невидимых нам, скрытых на бесконечно малых масштабах, в которых особые частицы — такие как «праворукие» нейтрино — могли бы свободно двигаться. Эта свобода могла бы объяснить, почему нейтрино имеют такие малые массы — слишком малые — по сравнению с другими известными частицами.
Перспектива «Дюны» заключается в том, что, точно измеряя колебания нейтрино (то есть изменение их «аромата» или типа) при прохождении через Землю, мы могли бы обнаружить отклонения от того, что ожидает стандартная физика. Отклонения, которые при тщательной интерпретации могли бы указывать на существование этих скрытых измерений.
Это не значит, что мы путешествуем в «перевернутый мир» из «Очень странных дел»; если выразиться немного научно-фантастически, это было бы примерно так: представьте себе невидимый проход, параллельный межпространственный разрыв, сосуществующий с нашим, где нейтрино могут выходить, исчезать и появляться измененными. Дюна станет фонариком, способным осветить этот проход.
Если Дюна обнаружит сигналы, совместимые с дополнительными измерениями, нас ждёт революция: мы не только перепишем физику элементарных частиц, но и само наше представление о Вселенной.
Но — всегда есть «но» — дверь Дюны приоткрыта.
Во-первых, потому что нет гарантии, что эти измерения существуют — и если они существуют, то доступны для эксперимента. Многие версии теорий дополнительных измерений предсказывают эффекты настолько слабые, что даже если Дюна будет чувствительна, они могут не оставить обнаруживаемого следа.
Во-вторых, потому что даже если ученые обнаружат аномалии, их интерпретация будет непростой: будут ли это дополнительные измерения или неизвестные эффекты квантовой физики? Новый тип нейтрино? Ошибка в атмосферных моделях? Космический «фоновый шум» неумолим и полон подводных камней интерпретации.
И в-третьих — как и в любой хорошей истории о потайных дверях — открытие не произойдет мгновенно, а станет результатом медленного процесса накопления данных, отбора закономерностей, теоретических уточнений… возможно, десятилетия анализа, прежде чем кто-либо сможет с уверенностью сказать: «Да, это другая вселенная, сосуществующая с нашей».
Эксперимент по исследованию глубоких подземных нейтрино (DUNE) осуществляется в рамках международного сотрудничества, в котором участвуют более 1400 ученых из более чем 240 учреждений в 39 странах, включая Испанию, Францию, Италию, Великобританию, Швейцарию, Бразилию, Колумбию, Канаду, США, Индию, Японию и Европейскую организацию ядерных исследований (ЦЕРН).
Хотя проект DUNE очень перспективен, он все еще находится в стадии разработки и начнет сбор данных только в 2030 году. Только после этой даты можно будет посвятить годы анализу и оценке результатов.
- Изображения: CC Attribution: CC BY; CC BY-SA.
👿 Не будьте троллем. Если в моих тексте есть ошибки, объясните, в чём они заключаются. Неуважительные комментарии будут удалены, а нарушитель забанен. 👿
- Хотите разгадывать тайны вместе? Заходите в наш Telegram — здесь мы делимся тем, что действительно удивляет, восхищает и заставляет задуматься! Обсуждаем, спорим, ищем ответы. Присоединяйтесь, ваше мнение важно! А если хотите поддержать нас — купите нам кофе ☕. Каждая чашка помогает искать новые загадки. Или просто оставьте комментарий во ВКонтакте — нам действительно важно, что вы думаете!