Fizicienii vor să foreze o gaură adâncă de 5 kilometri pe Lună

Fizicienii vor să sape o gaură adâncă de 5 kilometri pe Lună, într-un proiect care pare mai degrabă scos dintr-un scenariu SF. Dar pătrunderea la mare adâncime în roca lunară ne-ar putea oferi ocazia de a vedea dacă protonii se pot descompune în altceva, o descoperire care i-ar putea ajuta pe oamenii de ştiinţă să unifice teorii fizice contradictorii.

De ce este necesară o gaură adâncă de 5 kilometri pe Lună

Forarea unei găuri de 5 kilometri adâncime în rocă lunară ar putea furniza în sfârșit dovezi că protonii se pot descompune, susține un grup de fizicieni. Dacă se descoperă acest comportament inedit, acesta ar contribui la eforturile de unificare a teoriilor incompatibile ale fizicii.

Modelul standard al fizicii particulelor, care reprezintă cea mai bună imagine a modului în care interacționează forțele și particulele care alcătuiesc Universul nostru, afirmă că protonii sunt stabili, trăind pentru totdeauna. Cu toate acestea, acest model are deficiențe, în special incapacitatea de a uni mecanica cuantică cu teoria relativității a lui Albert Einstein, care descrie gravitația. În schimb, unele teorii unificate propuse stipulează că protonii se pot descompune în alte particule, deși rar.^[sursa]

Acest lucru înseamnă că, dacă am găsi dovezi ale dezintegrării unui proton, aceste modele mai complete ar putea fi corecte, însă experimentele de pe Pământ nu au reușit să constate acest lucru.

Acum, Patrick Stengel de la Institutul Național de Fizică Nucleară din Ferrara, Italia, și colegii săi propun să se sape adânc în lună pentru a căuta semne ale descompunerii protonilor antici în kaoni, care sunt compuși din două particule elementare numite quarci.

Cercetătorii spun că roca lunară densă ar putea păstra dovezi ale unei astfel de dezintegrări în modificările chimice ale structurii sale minerale. Faptul că se află la mare adâncime și, prin urmare, bine ecranată, ar însemna, de asemenea, că astfel de dovezi nu ar putea fi confundate cu reacții asemănătoare cauzate de neutrini de înaltă energie. Pe Pământ, mulți dintre aceștia sunt produși de razele cosmice care se izbesc de atmosferă, deci sunt mai rari în orice caz pe Luna fără atmosferă.

Pe Pământ, cea mai adâncă gaură are peste 12 km

Stengel și echipa sa au calculat că ecranarea ar fi suficientă doar la cel puțin 5 kilometri sub suprafața lunară, astfel încât ar trebui transportată o sondă puternică pe Lună pentru a obține proba. Pe Pământ, forajele pot ajunge la adâncimi mult mai mari. De exemplu, sonda Kola Superdeep Borehole din Rusia coboară la mai mult de 12 kilometri.

Eșantionul de rocă ar fi apoi analizat pe Lună cu echipamente microscopice avansate, deoarece transportul pe Pământ l-ar putea contamina cu raze cosmice. „Ideea este foarte speculativă. Trebuie să ajungi la 5 kilometri adâncime, să extragi roci lunare și să folosești aceste tehnici de microscopie de ultimă generație – toate acestea sunt foarte dificile.”, a explicat Patrick Stengel.

În ciuda dificultăților, evaluarea a doar 100 de grame de rocă lunară ar putea fi suficientă pentru a căuta dezintegrarea protonilor cu o sensibilitate egală sau mai mare decât cea a proiectelor de pe Pământ, cum ar fi experimentul de detectare a neutrinilor Super-Kamioka din Japonia, care au costat deja sute de milioane de dolari și nu pot fi făcute mult mai mari.

„În mod fundamental, ideea este atrăgătoare. În loc să ai detectoare care cântăresc mii de tone și să le operezi timp de câțiva ani, te uiți la mici mostre minerale, poate doar zeci sau sute de grame, și acestea ar fi putut înregistra în structura lor interacțiunile particulelor pe parcursul a sute de milioane de ani.”, a spus David Waters de la University College London.