Neutrina i fale grawitacyjne. O wiedzy, z której Mikołaj Kopernik byłby dumny

Światowy Kongres Kopernikański to wydarzenie, które jest kulminacją obchodów 550. rocznicy urodzin Mikołaja Kopernika, przypadającej na 19 lutego. Inauguracja kongresu miała miejsce w Toruniu; w jego obradach udział bierze kilkuset uczonych z całego świata. Organizatorami Kongresu są Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie oraz Instytut Historii Nauki Polskiej Akademii Nauk. Ze względu na bogate i wciąż żywe oraz rozwijane tradycje kopernikańskie w tych ośrodkach Kongres ma formułę kroczącą. Obrady będą odbywały się jeszcze w Krakowie, Olsztynie i ponownie w Toruniu.

W kongresie udział wzięli m.in. prof. Barry Clark Barish i Arthur B. McDonald. Obaj są laureatami nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Poza obecnością na kongresie naukowcy w trakcie swojego pobytu w Polsce odwiedzili Centrum Naukowo-Technologicznego Astrofizyki Cząstek Astrocent w Warszawie. - Przyjechali tutaj, bo są zaciekawieni też tym, co tu robimy - mówi prof. Leszek Roszkowski, kierownik AstroCeNT CAMK PAN.

Czytaj także:

Zbadać niewidzialne cząstki

Prof. Arthur B. McDonald to kanadyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 2015 roku. Naukowiec otrzymał wyróżnienie za badania nad neutrinami - cząstkami bez ładunku elektrycznego. - To niewidzialne cząstki, które zostały odkryte prawie sto lat temu przez Enrico Fermiego. (...) Wszyscy sądzili, że nie ma ona masy i może, tak jak foton, podróżować z prędkością światła. Okazało się, że ta cząstka jednak ma bardzo niewielką masę. Odkrycie było możliwe dzięki pomiarom, które wykonał właśnie prof. McDonald - wyjaśnia prof. Leszek Roszkowski.

Badania nad neutrinami prowadzone przez noblistę kontynuuje dr Marcin Ziembicki z AstroCeNT, związany również z Politechniką Warszawską. W rozmowie z Arturem Wolskim naukowiec wyjaśnia, że ze względu na właściwości tych cząsteczek może to być problematyczne. - Problemem przy pomiarze neutrin jest fakt, że to cząstki bardzo słabo oddziaływujące. To znaczy, że może być ich bardzo dużo, ale większość przez nas przeleci - wyjaśnia gość "Eureki". - Niesłychaną ciekawostką jest to, że potrafimy wygenerować te neutrina w sposób sztuczny i kontrolowany w ośrodkach badawczych. Tymi neutrinami strzelamy prawie 300 kilometrów przez Ziemię; większość z nich dociera do naszych detektorów - opowiada naukowiec.

Jak możemy wykorzystać neutrina? Jak się okazuje, umożliwią one bardziej precyzyjne śledzenie zjawiska supernowej, czyli eksplozji powstałej w wyniku obumierania gwiazdy. - W momencie, kiedy powstaje supernowa, to mniej więcej 3 godziny przed błyskiem promieniowania następuje emisja neutrin. W związku z tym detektory neutrinowe wykryją supernową szybciej, niż teleskopy bazujące na promieniowaniu - wyjaśnia dr Marcin Ziembicki.

Tajemnice fal grawitacyjnych

Drugi z noblistów, którzy odwiedzili AstroCeNT, prof. Barry Clark Barish, to amerykański fizyk doświadczalny, członek m.in. American Academy of Arts and Sciences oraz amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 2017 roku za decydujący wkład w detektor LIGO i zaobserwowanie fal grawitacyjnych. 

Jak tłumaczy prof. Tomasz Bulik, fizyk AstroCeNT pracujący także w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego, falami grawitacyjnymi nazywamy odkształcenia czasoprzestrzeni, czyli tego, co nas otacza. - Jeżeli wiemy, że istnieje grawitacja, to wiemy też, że masy powodują przyciąganie. Jeżeli te masy się poruszają, to ta siła przyciągania będzie miała różny kierunek i to pole grawitacyjne będzie się zmieniało w czasie. Specyficzne zmiany rozkładu mas powodują rozprzestrzenianie się grawitacji, a te zaburzenia rozchodzą się przez cały Wszechświat - wyjaśnia naukowiec.

Czy badania nad falami grawitacyjnymi mają praktyczne przełożenie? - Przy okazji badania tego, jak działa Wszechświat, tworzymy bardzo dużo wynalazków, które znajdują zastosowanie w codziennym życiu. Na przykład astronomia rentgenowska zaowocowała różnymi metodami analizy danych, których używamy w medycynie - opowiada prof. Tomasz Bulik. - Jednocześnie bardzo dużo prac w ramach nauk podstawowych nie prowadzi do niczego. Ale wystarczy, że jedno badanie na sto, tysiąc, czymś zaowocuje. To już wtedy są dobrze wydane pieniądze - ocenia naukowiec.