Αυτό το Shape-Shifter θα μπορούσε να μας πει γιατί υπάρχει η ύλη
Η φυσική των νετρίνων είναι γεμάτη ασυνήθιστους χαρακτήρες. Εκεί ήταν ο Ettore Majorana, ο οποίος εξαφανίστηκε το 1938 χωρίς ίχνος, παίρνοντας μαζί του τις οικονομίες του. Δεν έχει βρεθεί ποτέ κανένα αρχείο του, αν και υπήρξαν πολλές αμφισβητούμενες θεάσεις του όλα αυτά τα χρόνια.
Μετά ήταν ο Bruno Pontecorvo. Υποψιασμένος ότι διέλυσε πυρηνικά μυστικά από την Αγγλία, εξαφανίστηκε ενώ βρισκόταν σε διακοπές στην Ιταλία το 1950 και εμφανίστηκε ξανά πέντε χρόνια αργότερα τραγουδώντας τα εύσημα της νέας του πατρίδας:της Σοβιετικής Ένωσης.
Το πιο περίεργο από όλα, όμως, είναι το ίδιο το νετρίνο. Είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, καθιστώντας το αόρατο στους ανιχνευτές σωματιδίων και παράξενα ελαφρύ, το πολύ 0,0004 τοις εκατό του βάρους του επόμενου ελαφρύτερου σωματιδίου, του ηλεκτρονίου. Αν και είναι το πιο πολυάριθμο σωματίδιο με μάζα στο σύμπαν, είναι τόσο ολισθηρό που μπορεί να περάσει μέσα από ένα έτος φωτός μολύβδου σαν να μην ήταν εκεί. Και μετά υπάρχει το θέμα της αλλαγής σχήματος.
Τα νετρίνα έρχονται σε τρεις γεύσεις:ηλεκτρόνιο, μιόνιο και ταυ, το καθένα από τα οποία ονομάζεται για το φορτισμένο σωματίδιο με το οποίο συνδέεται. Αλλά οι γεύσεις δεν είναι καθαρά αποστάγματα - το καθένα αποτελείται από διαφορετικό συνδυασμό (ή υπέρθεση) τριών συστατικών ή καταστάσεων μάζας.
Αυτές οι καταστάσεις μάζας συμπεριφέρονται όχι ως απλοί αλτήρες διαφορετικών βαρών, αλλά ως κύματα διαφορετικού μήκους. Επειδή τα κύματα δεν ευθυγραμμίζονται τέλεια μεταξύ τους, σε διαφορετικά σημεία το ύψος μιας κατάστασης μάζας θα ποικίλλει σε σχέση με αυτό των άλλων δύο. Αυτό σημαίνει ότι μερικές φορές ο συνδυασμός καταστάσεων μάζας θα μοιάζει περισσότερο με τη συνταγή για ένα νετρίνο ηλεκτρονίων, ενώ άλλες φορές θα μοιάζει με αυτό ενός νετρίνου μιονίου. Ως αποτέλεσμα, τα νετρίνα φαίνεται να ταλαντεύονται μεταξύ των τριών γεύσεων καθώς ταξιδεύουν.
Κανένα άλλο θεμελιώδες σωματίδιο δεν το κάνει αυτό. «Μόνο τα νετρίνα μπορούν να αλλάξουν από τον έναν τύπο στον άλλο», λέει ο André de Gouvêa του Πανεπιστημίου Northwestern στο Έβανστον του Ιλινόις. Περισσότερο από μια ιδιορρυθμία της φύσης, αυτή η ικανότητα να μεταλλάσσεται εν κινήσει υποδεικνύει μερικά βαθιά ερωτήματα στη φυσική και ενδεχομένως ορισμένες σημαντικές απαντήσεις.
Η μετάλλαξη των νετρίνων δεν θα ήταν δυνατή αν δεν υπήρχε η μικροσκοπική μάζα του σωματιδίου. Επειδή κάθε μία από τις τρεις γνωστές καταστάσεις μάζας είναι τόσο μικρή και το σχετικό κβαντικό μήκος κύματος είναι τόσο μεγάλο, τα κύματα που αντιστοιχούν σε κάθε κατάσταση μπορούν να παραμείνουν σε μεγάλο βαθμό συγχρονισμένα, με μικρές μόνο μετατοπίσεις, σε κοσμικές αποστάσεις. Αυτό επιτρέπει στα νετρίνα να τρεμοπαίζουν μεταξύ διαφορετικών γεύσεων σε μια εφήμερη κατάσταση πολλαπλότητας.
Εάν οι μάζες τους ήταν μεγαλύτερες και τα μήκη κύματός τους μικρότερα, τα κύματα θα έβγαιναν γρήγορα τόσο εκτός φάσης που αυτή η ισορροπία μεταξύ διαφορετικών γεύσεων θα κατέρρεε, αναγκάζοντας τα νετρίνα σε έναν ή τον άλλο τύπο. «Οι διαφορετικές γεύσεις θα χώριζαν η μία από την άλλη», λέει ο de Gouvêa. «Θα είχαν μια πολύ δυαδική συμπεριφορά». Το γεγονός ότι τα νετρίνα δεν κάνουν, χάρη στις αδύναμες καταστάσεις μάζας τους, έχει νόημα σύμφωνα με τους κανόνες της κβαντομηχανικής, αλλά εξακολουθεί να είναι μπερδεμένο, λέει ο ερευνητής νετρίνων Jason Koskinen από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης. «Ακόμα δεν έχω τυλίξει το κεφάλι μου γύρω από αυτό», παραδέχεται.
Υπάρχει μόνο ένα εμπόδιο:Τα νετρίνα δεν έπρεπε να έχουν καθόλου μάζα. «Χτίσαμε το τυπικό μας μοντέλο γύρω από την ιδέα ότι τα νετρίνα είναι χωρίς μάζα», λέει η Janet Conrad του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT).
Το ότι έχουν μάζα, όσο μικρή κι αν είναι, είναι μεγάλο πρόβλημα. Το τυπικό μοντέλο είναι η καλύτερη ιδέα των φυσικών για το πώς αλληλεπιδρούν τα σωματίδια και οι δυνάμεις - ένα θεαματικά ισχυρό οικοδόμημα του οποίου η κατασκευή ολοκληρώθηκε το 2012 με την ανακάλυψη του τελευταίου του σωματιδίου που λείπει, του μποζονίου Χιγκς. «Η ταλάντωση νετρίνων είναι η μόνη επιβεβαιωμένη φυσική αυτή τη στιγμή που μπορεί να γίνει εκτός του τυπικού μοντέλου», λέει ο Koskinen.
Ο λόγος που η μάζα των νετρίνων είναι τόσο δύσκολη έχει να κάνει με το πώς ένα σωματίδιο αποκτά τη μάζα του. Άλλα στοιχειώδη σωματίδια με μάζα διατίθενται σε δύο εκδοχές καθρέφτη—μία αριστερόχειρα και μία δεξιόχειρα—που αντιστοιχούν στην κατεύθυνση της περιστροφής τους. Κάθε έκδοση μπορεί να αλληλεπιδράσει με μια διαφορετική δύναμη της φύσης, και και τα δύο «χέρια» φαίνεται να απαιτούνται για να δώσουν μάζα στα σωματίδια, χάρη στην αλληλεπίδρασή τους με έναν αόρατο κβαντικό «αιθέρα» που κατακλύζει όλο το διάστημα:το πεδίο Higgs, του οποίου το σωματίδιο είναι το μποζόνιο Χιγκς.
Το πεδίο Higgs λειτουργεί λίγο σαν καθρέφτης, μετατρέποντας ένα σωματίδιο με μια περιστροφή στον καθρέφτη του απέναντι. «Η ιδέα είναι ότι κάθε τόσο, ένα αριστερόστροφο σωματίδιο θα χτυπά το πεδίο Higgs και θα μετατρέπεται σε ένα δεξιόχειρο σωματίδιο», λέει ο de Gouvêa. "Το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι μοιάζει με ένα σωματίδιο με μάζα."
Τα νετρίνα, αντίθετα, αλληλεπιδρούν μόνο με την αδύναμη πυρηνική δύναμη με το ένα χέρι (και τεχνικά τη βαρύτητα, αλλά η ισχύς αυτής της δύναμης σε σύγκριση με τις άλλες είναι αμελητέα). Και πράγματι, έχουν παρατηρηθεί μόνο αριστερόχειρα νετρίνα. Εάν τα νετρίνα δεν έχουν αντανάκλαση καθρέφτη, δεν θα πρέπει να έχουν μάζα, σύμφωνα με το τυπικό μοντέλο, οπότε το πώς αποκτούν μάζα είναι η εκδοχή ενός φυσικού του Ζεν Κοάν που σκέφτεται τον ήχο του ενός χεριού που χτυπάει. «Πολλοί φυσικοί σωματιδίων που εργάζονται πάνω στο θέμα μπερδεύονται σχετικά με αυτό», λέει ο de Gouvêa.
Μια πιθανότητα είναι ότι τα νετρίνα έχουν μια αντανάκλαση, αλλά μια που μόνο αυτά μπορούν να δουν. Δηλαδή, υπάρχουν δεξιόχειρα νετρίνα, αλλά η παρουσία τους δεν έχει ανιχνευθεί γιατί είναι ακόμη πιο απόμακρα από τα αντίστοιχα του νότιου ποδιού τους και δεν έχουν μάζα. «Αυτό το σωματίδιο δεν συμμετέχει σε καμία δύναμη», λέει ο de Gouvêa για το υποτιθέμενο δεξιόχειρο νετρίνο. «Κυριολεκτικά δεν αλληλεπιδρά με τίποτα, εκτός από το αριστερόστροφο νετρίνο για να του δώσει μάζα».
Το πώς αποκτούν τα νετρίνα τη μάζα τους είναι ένα μυστήριο του οποίου η λύση υπόσχεται να ξεπεράσει τα όρια της ίδιας της φυσικής των νετρίνων και σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της κοσμολογίας:Γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη στο σύμπαν από την αντιύλη; Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο, ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης θα έπρεπε να είχαν γίνει μετά τη μεγάλη έκρηξη. Όταν η ύλη και η αντιύλη συναντώνται, ακαριαία και εντελώς εξολοθρεύονται η μία την άλλη. Έτσι, η μεγάλη έκρηξη θα έπρεπε να είχε οδηγήσει διαδοχικά σε μια μεγάλη πυρκαγιά. Το γεγονός ότι βρισκόμαστε εδώ σήμερα δείχνει ότι κάποια διαδικασία έγειρε τη ζυγαριά για να αφήσει πίσω περισσότερη ύλη. «Πώς η ισότητα εξελίχθηκε σε ανισότητα;» ρωτά ο Boris Kayser, ένας θεωρητικός των νετρίνων στο Fermilab στη Batavia του Ιλινόις. «Η ύλη και η αντιύλη πρέπει να συμπεριφέρονται διαφορετικά». Πολλοί φυσικοί υποπτεύονται ότι τα νετρίνα έπαιξαν κάποιο ρόλο σε αυτή την ανισορροπία — αλλά αν το κάνουν, είναι απίθανο να παίρνουν τη μάζα τους όπως κάνουν τα άλλα σωματίδια (αλληλεπιδρώντας με το τυπικό πεδίο Higgs μέσω μιας δεξιόστροφης εκδοχής του εαυτού τους).
Ευτυχώς, υπάρχει ένα κενό, που προέκυψε πριν από σχεδόν 80 χρόνια από την αινιγματική Majorana. Αντί να επικαλείται ένα ξεχωριστό νετρίνο δεξιόστροφης ύλης, το αντι-σωματίδιο νετρίνου (το αντινετρίνο) θα μπορούσε να λειτουργήσει ως συνεργάτης μάζας για το αριστερό αντίστοιχό του. Άλλωστε το αντινετρίνο είναι δεξιόχειρας. Για να λειτουργήσει, όμως, τα νετρίνα θα πρέπει να είναι τα δικά τους αντισωματίδια. Αυτό σημαίνει ότι αν δύο νετρίνα συναντούσαν ποτέ το ένα το άλλο, θα εκμηδενίζονταν αμέσως.
Ένας τρόπος για να ελέγξετε εάν συμβαίνει αυτό είναι να αναζητήσετε διασπάσεις ραδιενεργών σωματιδίων που θα πρέπει να αφήσουν πίσω σημάδια δύο αντινετρίνων, αλλά όχι - πιθανώς επειδή τα αντινετρίνα, που είναι τα δικά τους αντισωματίδια, είχαν εκμηδενιστεί αμέσως μετά το σχηματισμό. Με εξαίρεση ένα αμφιλεγόμενο αποτέλεσμα που αναφέρθηκε πριν από περίπου μια δεκαετία, αυτή η υπογραφή, γνωστή ως διπλή διάσπαση βήτα χωρίς νετρίνο, δεν έχει ακόμη εμφανιστεί. Αυτό δεν σημαίνει ότι η διαδικασία (δύο νετρόνια που διασπώνται για να παράγουν δύο πρωτόνια και δύο ηλεκτρόνια) δεν υπάρχει:Είναι τόσο σπάνια που συνήθως αναμένεται να συμβεί σε χρονικές κλίμακες πολύ μεγαλύτερες από την ηλικία του σύμπαντος.
Αλλά όχι πάντα. Στατιστικά, η αποσύνθεση θα μπορούσε να συμβεί σε χρονικές κλίμακες που μπορούν να ανιχνευθούν στο εργαστήριο. «Αν κατά κάποιο τρόπο μας έλεγαν ότι μπορούμε να αναζητήσουμε μάζες νετρίνων μόνο με έναν τρόπο και μόνο με έναν τρόπο, τότε η διπλή διάσπαση βήτα χωρίς νετρίνα θα ήταν πιθανώς η υψηλότερη προτεραιότητα», λέει ο de Gouvêa. Αρκετά νέα κυνήγια, συμπεριλαμβανομένου του ιταλικού CUORE και του καναδικού πειράματος SNO+, στοχεύουν να εξετάσουν εξονυχιστικά τις ραδιενεργές διασπάσεις στοιχείων όπως το τελλούριο για την ενδεικτική απουσία αντινετρίνων.
Εάν τα νετρίνα δεν είναι τα δικά τους αντισωματίδια, η διάσπαση βήτα χωρίς νετρίνα δεν θα συνέβαινε ποτέ. Αντίθετα, τα δύο νετρόνια θα άφηναν πίσω δύο πρωτόνια, δύο ηλεκτρόνια και δύο αντινετρίνα. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά μεταξύ του αριθμού των λεπτονίων της ύλης και της αντιύλης —δηλαδή των νετρίνων, των ηλεκτρονίων, των μιονίων και των σωματιδίων ταυ— θα ήταν μηδενική τόσο πριν όσο και μετά τη διάσπαση. Εάν τα νετρίνα είναι τα δικά τους αντισωματίδια, ωστόσο, δύο λεπτόνια (τα ηλεκτρόνια) θα έμεναν όρθια μετά τη διάσπαση — και κανένα αντιλεπτόνιο. Το καθαρό αποτέλεσμα θα ήταν μια αύξηση της ποσότητας των λεπτονίων της ύλης, σε βάρος των αντίστοιχων αντιύλης τους. Παρόμοιες διεργασίες που λειτουργούν στο πρώιμο σύμπαν μπορεί να παρέχουν απλώς το εισιτήριο για να εξηγήσουν την ανισότητα του σύμπαντος μεταξύ ύλης και αντιύλης.
Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση για τους κοσμολόγους που ενδιαφέρονται για τη φύση του σύμπαντος. Αλλά, σημαίνει επίσης ότι χρειάζεται κάποια νέα φυσική για να εξηγηθεί πώς τα νετρίνα παίρνουν τη μάζα τους. η συνήθης αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων αριστερόχειρων, δεξιόχειρων και Higgs δεν θα λειτουργούσε.
Μια ιδέα είναι ότι τα νετρίνα έχουν το δικό τους πεδίο Higgs, έναν καθρέφτη που αντανακλά μόνο νετρίνα και κανένα άλλο σωματίδιο. «Είναι σαν τα νετρίνα να απαιτούν το δικό τους μποζόνιο Higgs», λέει ο de Gouvêa.
Ο Chian-Shu Chen του Εθνικού Κέντρου Θεωρητικών Επιστημών στο Hsinchu της Ταϊβάν και ο Ya-Juan Zheng του Εθνικού Πανεπιστημίου της Ταϊβάν στην Ταϊπέι υπολογίζουν ότι είναι πιθανό σημάδια αυτού του νέου μποζονίου Higgs να εμφανιστούν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στην Ελβετία. «Αναμένουμε ότι [ο] μηχανισμός μάζας νετρίνων θα μπορούσε να έχει την ευκαιρία να αποκαλυφθεί εντός της εμβέλειας του LHC», λέει ο Chen.
Αλλά αναγνωρίζει ότι θα ήταν «πολύ τυχερό» αν συνέβαινε αυτό, αφού οι φυσικοί συνήθως περίμεναν τα νέα σωματίδια να παράγονται με πολύ υψηλότερες ενέργειες από ό,τι μπορεί να φτάσει ο LHC. Ο Alexei Smirnov του Ινστιτούτου Max-Planck για την Πυρηνική Φυσική στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας συμφωνεί. «Θα ονόμαζα αυτή τη δραστηριότητα «ψάχνοντας κάτω από τη λάμπα», λέει. "Δεν υπάρχει άλλο σοβαρό κίνητρο για αυτήν την κατασκευή εκτός από το να κάνουμε κάτι ορατό στο LHC."
Μια άλλη δυνατότητα είναι να προσθέσετε έναν ή περισσότερους επιπλέον τύπους νετρίνων που θα ήταν ακόμη λιγότερο κοινωνικοί από ένα συνηθισμένο. Αυτό είναι παρόμοιο με την ιδέα της απλής προσθήκης ενός δεξιόστροφου νετρίνου, εκτός από την περίπτωση που το επιπλέον νετρίνο αλληλεπιδρά με τον εαυτό του για να παρέχει τη δική του μάζα. Αναφέρεται ως ένα τεράστιο «στείρο» νετρίνο, καθώς μπορεί να επηρεάσει άλλα σωματίδια μόνο βαρυτικά. «Οι αριστερόχειρες έχουν τη δική τους μάζα και οι δεξιόχειρες τη δική τους μάζα», λέει η Rabindra Mohapatra του Πανεπιστημίου του Maryland, College Park.
Εάν υπάρχει ένα «στείρο» νετρίνο, θα πρέπει να έχει μάζα αντιστρόφως ανάλογη με αυτή του συνηθισμένου νετρίνου, σαν να ήταν οι δύο τύποι νετρίνων στις αντίθετες πλευρές μιας τραμπάλας. Και αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει ένα αινιγματικό χάσμα στην κατανομή των μαζών των θεμελιωδών σωματιδίων, λέει ο Mohapatra. Τα κουάρκ που αποτελούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν περίπου 10 φορές μεγαλύτερη μάζα από το ηλεκτρόνιο, αλλά το ηλεκτρόνιο έχει τουλάχιστον 250.000 φορές μεγαλύτερη μάζα από το επόμενο ελαφρύτερο σωματίδιο, το νετρίνο. «Πάντα μας ανησυχούσε το γεγονός ότι η μάζα των νετρίνων φαίνεται να είναι πολύ μικρότερη από τη μάζα των ηλεκτρονίων», λέει ο Mohapatra. Στον μηχανισμό της τραμπάλας, τον οποίο ο Mohapatra βοήθησε να δημιουργηθεί πριν από 35 χρόνια, η εξαιρετικά χαμηλή μάζα των συνηθισμένων νετρίνων μπορεί να εξηγηθεί εάν υπάρχουν και πολύ βαριά στείρα.
Ο μηχανισμός της τραμπάλας θα μπορούσε ενδεχομένως να παράγει εξωτικά φορτισμένα σωματίδια που θα εμφανίζονταν στα υπολείμματα των συγκρούσεων πρωτονίων στον LHC. Η εύρεση στοιχείων τεράστιων αποστειρωμένων νετρίνων θα ήταν συναρπαστική «επειδή θα μας έλεγε ότι οι μάζες των νετρίνων είναι στοιχεία για κάποια άλλη ανεξάρτητη πηγή μάζας» για θεμελιώδη σωματίδια εκτός από το συνηθισμένο πεδίο Higgs, λέει ο de Gouvêa. Μια τέτοια ανακάλυψη θα βρισκόταν στο επίκεντρο της προέλευσης της μάζας, ένα από τα πιο βασικά ερωτήματα στη φυσική.
Τα βαριά στείρα νετρίνα θα μπορούσαν να εξηγήσουν γιατί τα συνηθισμένα νετρίνα έχουν μικρές μάζες, αλλά μπορεί να είναι απρόσιτα ακόμη και στον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων. Ακόμα κι έτσι, κάθε ελπίδα για την εύρεση νέων τύπων νετρίνων δεν έχει χαθεί. Τα βαριά στείρα νετρίνα μπορεί να έχουν στείρους εταίρους χαμηλότερης μάζας - το καθένα ζυγίζει ίσως 10 έως 100 φορές περισσότερο από ένα συνηθισμένο νετρίνο - που θα μπορούσε να εμφανιστεί σε πειράματα ταλάντωσης.
Εάν υπάρχουν ελαφριά στείρα νετρίνα, οι καταστάσεις μάζας τους θα μπορούσαν να είναι μέρος της «υπερθέσεως» που παράγει τις τρεις γνωστές γεύσεις του νετρίνου. Αυτό σημαίνει ότι τα πειράματα ταλάντωσης θα μπορούσαν να εντοπίσουν λιγότερα συνηθισμένα νετρίνα από τα αναμενόμενα, επειδή θα είχαν μεταμορφωθεί σε στείρο τύπο. Ή τα πειράματα θα μπορούσαν να αναζητήσουν ταλαντώσεις που λαμβάνουν χώρα πολύ πιο γρήγορα από το αναμενόμενο. Αυτό συμβαίνει επειδή οι καταστάσεις βαρύτερης μάζας των αποστειρωμένων νετρίνων θα είχαν μικρότερα μήκη κύματος από εκείνα των συνηθισμένων νετρίνων, οπότε όταν τα κύματα τους προστέθηκαν στα τρία συνηθισμένα κύματα, το τελικό αποτέλεσμα θα ήταν περισσότερες ταλαντεύσεις μεταξύ των τύπων νετρίνων.
Η Janet Conrad του MIT είναι μέρος μιας ομάδας που ελπίζει να ψάξει για το σχήμα αυτών των κινήσεων σε ένα προτεινόμενο πείραμα που ονομάζεται IsoDAR. Θα δημιουργούσε ένα ραδιενεργό ισότοπο λιθίου του οποίου η διάσπαση θα παρήγαγε σχεδόν ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια αντινετρίνα κατά τη διάρκεια πέντε ετών. Μερικά από αυτά τα αντινετρίνα θα συνέχιζαν να αλληλεπιδρούν με έναν κοντινό ανιχνευτή και η διακύμανση του αριθμού που ανιχνεύεται σε διαφορετικές ενέργειες θα μπορούσε να αποκαλύψει την επιπλέον κίνηση από ένα ή περισσότερα στείρα νετρίνα. «Χρειάζεστε περισσότερα από το να πείτε απλώς ότι εμφανίστηκαν τα νετρίνα που δεν περίμενα ή τα νετρίνα που θα έπρεπε να ήταν εκεί εξαφανίστηκαν», λέει. «Θέλετε να παρακολουθήσετε τη μεταμόρφωση. Αν στέλνατε έναν αγώνα με ένα σωρό γάτες και βρήκατε μερικά σκυλιά στο τέλος, θα θέλατε να καταλάβετε τι συνέβη στο ενδιάμεσο.”
Εάν υπάρχουν αποστειρωμένα νετρίνα, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση ορισμένων προβλημάτων στην κοσμολογία, συνθέτοντας τουλάχιστον μερικά από τη μυστηριώδη «σκοτεινή ύλη» που υπερτερεί της κανονικής ύλης κατά περισσότερο από 5 προς 1 (συνηθισμένα νετρίνα, των οποίων ο αριθμός παραγωγής από το η μεγάλη έκρηξη μπορεί να υπολογιστεί, δεν είναι αρκετά βαριά για να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη).
Και πράγματι, μια χούφτα προηγούμενων πειραμάτων εντόπισαν υπαινιγμούς για ένα ελαφρύ στείρο νετρίνο που ζυγίζει περίπου ένα ηλεκτρονιοβολτ ή περίπου 0,0002 τοις εκατό όσο ένα ηλεκτρόνιο. Το πρόβλημα είναι ότι η τιμή είναι διαφορετική από την προτεινόμενη μάζα των στείρων νετρίνων που θα αντιπροσώπευαν τη σκοτεινή ύλη του σύμπαντος και κάποιες άλλες εκτιμήσεις της μάζας του στείρου νετρίνου. «Η μόνη συνεπής πτυχή των στείρων νετρίνων είναι η ασυνέπεια», λέει ο Jason Koskinen από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης.
Όσο για τον Pontecorvo, τον άνθρωπο που πρώτος πρότεινε ότι τα νετρίνα μπορεί να αλλάξουν σχήμα, η ίδια του η ζωή δεν ήταν τίποτα αν όχι μια τραμπάλα. Σύντομα μετάνιωσε που αυτομόλησε στη Σοβιετική Ένωση. «Μετά από μερικά χρόνια, κατάλαβα τι ηλίθιος ήμουν», είπε ο Pontecorvo σε δημοσιογράφο το 1992, ένα χρόνο πριν από το θάνατό του. Όμως ήταν πολύ αργά. Η αποστασία του τον εμπόδισε να ταξιδέψει στο εξωτερικό για πολλά χρόνια, συνέβαλε στον νευρικό κλονισμό της συζύγου του και, κατά ειρωνικό τρόπο, τον απέκλεισε από την έρευνα στον πυρηνικό αντιδραστήρα που πιθανότατα είχε εγκαταλείψει το Ηνωμένο Βασίλειο για να ακολουθήσει, λέει ο βιογράφος του Pontecorvo, Simone Turchetti, ιστορικός επιστήμης στο το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ. "Αυτή είναι πραγματικά μια ιστορία ενός ανθρώπου που ζει δύο εντελώς διαφορετικές ζωές σε δύο εντελώς διαφορετικούς κόσμους", λέει ο Turchetti - μάλλον σαν το σωματίδιο που μελέτησε.
Η Maggie McKee είναι ανεξάρτητη επιστημονική συγγραφέας που εστιάζει κυρίως στην αστρονομία και τη φυσική. Προηγουμένως συντάκτης στο New Scientist και Αστρονομία περιοδικά, ζει κοντά στη Βοστώνη με τον σύζυγό της.
