Kõige neutraalsemad, kõige kergemad, kõige kinnipüüdmatumad. Neutriinode suhtes ei saa jääda neutraalseks ükski elementaarosakeste teoreetik ega kosmoloog.

1980. aastatel, mil polnud veel teada, kas neutriinol on mass või ei ole, panid ka Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadlased oma eksperimendi püsti. Mass-spektromeetria abil said Endel Lippmaa, Rein Pikver ja nende kolleegid teada, et kui sellel neutraalsel osakesel mass ongi, siis mitte suurem kui … üks väga-väga väike arv. Senini pole selge, kui suur mass ikka on sel Enrico Fermi nimetatud osakesel, mille itaaliakeelne hellitav nimetus tähendab neutraalseke. Kui aga on tõsi, et neutriino ostsilleerub oma eri liikide vahel, kas tal siis ongi kindlat massi?

Neutriinosid on kolme tüüpi ehk mekki. Kõige tavalisemad on elektronneutriinod, mida toodetakse Päikesel käivate reaktsioonide käigus. Haruldasemad on müüneutriinod ja tauneutriinod.

Kuna neutriinodel puudub laeng, vastastikmõjustuvad need teiste osakestega vaid nõrga ja gravitatsioonilise mõju läbi. Nõnda läbivad nad aine praktiliselt takistamatult. Ja seetõttu on neid väga raske kinni püüda. 1990. aastatel saadi jälile, et neutriinod on väga salakavalad – nad muudavad oma palet ehk mekki, see aga saab juhtuda vaid siis, kui neil on mass.

Neljapalgeline osake

Pole küll selge, kui sageli neotriinod oma palet muudavad. Nüüd kavatsevad USA riikliku Fermi kiirendilabori teadlased tekitada intensiivseid neutriinovooge, kasutades maailma praeguseni võimsamat osakeste põrgatajat Tevatroni. Kui eurooplased avavad Genfis suure hadronite põrgataja Large Hadron Collideri, suletakse Tevatron 2010. aastal. Nõnda siis otsitakse sellele uut võimalikku rakendust. Siiani on neutriinosid uuritud vaid Päikeselt saabujatena.

Tõsi, sellelaadseid eksperimente on tehtud 2002. aastast alates, kuid andmete tõlgendamine on nii keeruline, et ühest tulemust pole. Üks eelteade kinnitab, et 735-kilomeetrise tee peal muutsid oma mekki pooled neutriinod.

Oletatakse, et neutriinodel lasub saladus, kuhu on kadunud suurem osa universumi energiast. Arvatakse, et neutriinod annavad märkimisväärse osa tumedast energiast. Kui nii, siis kannavad neutriinod vastutust selle eest, et universum kiirenevalt paisub. Sellist paisumist tõukab viimased paar miljardit aastat tagant just nimelt tume energia. Energia tihedus, mis täheldatud kiireneva paisumise hoos hoidmiseks vaja, on parasjagu võrreldav neutriinode hinnanguliselt määratud energiatihedusega.

Justkui sellest veel ei piisaks, on Washingtoni ülikooli teadlased Rob Fardon, Ann E. Nelson ja Neil Weiner välja pakkunud hullumeelsena näiva idee: neutriinod muudavad oma massi. Selline massimuutlik neutriinode ansambel käituks kui “negatiivse rõhuga vedelik” – mida iganes see ka ei tähenda. Ja kiirendaks laiali lennates universumi paisumist.

Kuna nende isepäiste osakeste mass sõltuks nende ümbruskonnast, siis saaksid teadlased sündmuste jälile, otsides eri keskkondades rändavate neutriinode maiste ostsillatsioonide muudatusi. Lihtne öelda, raske teha. Kui neutriinosid pole niisama kerge kinnigi püüda, mis siis rääkida nende õhkõrnade ostsillatsioonide mõõtmisest ja veel nende muudatuste leidmisest.

Enamik neutriinode detektoreid on loodud vaid üht mekki neutriinode tuvastamiseks. Nõnda saavad teadlased aimu eri mekki neutriinode käitumisest vaid siis, kui kõrvutavad näiteks Ameerika ja Jaapani eksperimentide tulemusi. Ja nagu osakeste teoreetikutele tavaks, ei piirdu asi kolme neutriinoga. Mõned on ennustanud neljanda neutriino, nn steriilse neutriino olemasolu. See ei alluks nõrgale mõjule, ent osaleks uutes ja seni avastamata interaktsioonides.

Tõepoolest, elementaarosakeste füüsikutel pole puudu ei huumorimeelest ega fantaasiast. Kuid ei maksa unustada, et kunagi oli ka elektron fantastiline osake. Nüüd tarbib elektroni teenuseid suur osa inimkonnast. Mis ei tähenda seda, et füüsikaajaloo kirjakasti poleks rännanud kümneid ja kümneid idee-osakesi, mis jäidki vaid ideedeks. Neutriino aga, mis muudab oma massi ja mekki, võib vabalt muuta ka meelt. Füüsikute meelt nimelt.

TIIT KÄNDLER (1948) on füüsik ja teadusajakirjanik, Eesti Päevalehe ning teadus.ee toimetaja.