V jižní Číně se rozkládá rozsáhlá podzemní laboratoř, která chce jako první na světě vyřešit zásadní vědeckou záhadu – povahu částice neutrina. A současně má ukázat, že věda asijské velmoci už předehnala tu západní.
Čína se v posledních letech stala vědeckou velmocí. Vynakládá miliardy dolarů na pokročilý výzkum, aby mohla konkurovat Spojeným státům a dalším rivalům. Jejím nejnovějším „exponátem“ je podzemní neutrinová observatoř Ťiang-men (Juno), nejmodernější zařízení pro studium subatomárních částic.
Podle Patricka Hubera, ředitele Centra pro neutrinovou fyziku na americké univerzitě Virginia Tech, který se na výzkumu zařízení nepodílí, je tento projekt „úžasnou“ příležitostí, jak pochopit jeden ze základních stavebních kamenů vesmíru.
Pod zemí
Do zařízení ve městě Kchaj-pching v provincii Kuang-tung se podařilo dostat reportérům agentury AFP. „Do laboratoře vede lanovka, která jede tunelem do jeskyně vybudované 700 metrů pod zemí, aby se omezily emise radiace. Uvnitř stojí detektor neutrin, obří koule z nerezové oceli a akrylu o průměru asi 35 metrů,“ popisuje agentura.
„Takový detektor ještě nikdo předtím nepostavil,“ uvedl pro AFP Wang I-fang, vedoucí projektu Juno a ředitel Ústavu fyziky vysokých energií. „Hned podle velikosti je vidět, že to bylo technologicky složité,“ tvrdí Wang. Stavba experimentu Juno, která byla zahájena před deseti lety, stála přibližně 2,2 miliardy jüanů (přes sedm miliard korun) a má být dokončena příští rok.
Záhadná částice
Jejím cílem je vyřešit základní fyzikální hádanku o povaze částic rychleji, než se totéž podaří vědcům ve Spojených státech, které jsou v tomto oboru zatím světovou jedničkou. Výzkum by mohl pomoci lépe porozumět planetě Zemi, Slunci a dalším hvězdám a supernovám.
Neutrina jsou elementární částice, které existují všude a pohybují se rychlostí blízkou rychlosti světla. Fyzici o nich vědí již desítky let, ale stále jim chybí hlubší znalosti o tom, jak fungují. Neutrino je totiž v podstatě nepolapitelné. Má nulový elektrický náboj, nepůsobí na něj silná ani elektromagnetická interakce, ale jen slabá interakce a drobně také gravitace. Neutrina proto prakticky vůbec nereagují na okolní prostředí a je velmi obtížné je objevit.
Vědci použijí sondu Juno k detekci neutrin vysílaných dvěma čínskými jadernými elektrárnami, z nichž každá je vzdálena 53 kilometrů. Získaná data pak využijí k řešení problému zvaného „hierarchie hmotnosti“, který je považován za klíčový pro zdokonalení teorií částicové fyziky.
Experti vědí, že neutrina mají tři různé hmotnostní stavy, ale netuší, který z nich je nejtěžší a který nejlehčí. Vyřešení tohoto problému by jim mohlo pomoci lépe pochopit standardní model částicové fyziky, což by následně umožnilo dozvědět se více o minulosti a budoucnosti vesmíru. A také by to autorům takového výzkumu zajistilo obrovskou mezinárodní prestiž.
Napětí mezi velmocemi
Vědci odhadují, že k rozlousknutí otázky hierarchie hmotnosti bude zapotřebí minimálně šesti let měření. A přestože podobné experimenty budou v příštích letech probíhat v USA a Japonsku, Juno je „v závodě napřed“, řekla pro AFP Jennifer Thomasová, fyzička z University College London, která je členkou tohoto mezinárodního vědeckého výboru projektu. Na spolupráci se totiž podílí přibližně 750 vědců ze 17 zemí, včetně „dvou amerických skupin“. Řada dalších amerických badatelů ale přes zájem čínské strany účast odmítla.
S tím, jak se zostřuje americko-čínské soupeření v oblasti vědy a techniky, Washington vyšetřuje americké akademiky čínského původu kvůli špionáži nebo krádeži duševního vlastnictví a vybízí domácí instituce k uvolnění vazeb s čínskými kolegy.
Západní vlády a mezinárodní organizace zase obviňují Peking, že omezuje přístup k některým údajům a brání vyšetřování citlivých témat, jako je například původ nemoci covid-19.
Jeden z amerických vědců a členů skupiny Juno však prohlásil, že se na práci na tomto „jedinečném“ projektu těší. Juan Pedro Ochoa-Ricoux, experimentální fyzik z Kalifornské univerzity v Irvine, řekl agentuře AFP: „Nejsme úplně otupělí vůči politické situaci, protože někdy mohou nastat potíže při získávání víz a překonávání přísnějších byrokratických překážek“.
Podle něj se tyto problémy „týkají obou stran, možná našich čínských kolegů ještě více než nás v USA“. Dodal však, že „společnou prací také ukazujeme, jak věda může a musí být apolitická“.
Americká cesta
Americký konkurenční podnik se jmenuje Dune. V tomto projektu mají neutrina zachytávat detektorem umístěným jeden a půl kilometru pod zemí v bývalém zlatém dole v Jižní Dakotě. Neutrina uletí rychlostí světla 1300 kilometrů, přičemž tuto vzdálenost urazí za mikrosekundy. Doba letu je sice krátká, výzkum má ale trvat desítky let.
Výzkum je obrovsky finančně nákladný. Dovolit si ho proto může jen několik vlád světa – například projekt Dune má rozpočet tři miliardy dolarů (kolem 75 miliard korun). Polovinu peněz uvolní americké ministerstvo energetiky, na zbytku se podílí mezinárodní partneři, včetně Česka.
