Mnoho desetiletí vědci využívají teleskopy k pátrání po nepřirozených rádiových nebo optických vysíláních přicházejících od inteligentního mimozemského života. Tento projekt hledání mimozemské inteligence (SETI) už dlouho nedokázal zachytit jediný signál, a tak vědci v USA navrhli rozšířit okruh hledání a kromě elektromagnetických vln se zaměřit i na neutrina.

John Learned z University of Hawaii a kol. přišli na to, že pokročilá mimozemská civilizace může posílat zprávy skrz Mléčnou dráhu za použití neutrin, a že tyto zprávy můžeme zachytit pomocí detektorů neutrin momentálně kontruovaných na Zemi (arXiv:0805.2429).

Tento návrh může vypadat podivně, protože neutrina je velmi těžké detekovat, s běžnou hmotou totiž interagují velmi zřídka. Tedy vybudovat observatoře k pozorování neutrin je složité – vyžadují velké množství detekčního materiálu umístěné hluboko pod zemí, mořem nebo ledem – a i ty nejdůmyslnější detekují pouze malé množství částic.

Nízkošumová komunikace

Learned a jeho kolegové Sandip Pakvasa z University of Hawaii a Tony Zee z Kavli Institute for Theoretical Physics na University of California v Santa Barbaře jsou přesvědčeni, že neutrinová komunikace nabízí spoustu výhod oproti elektromagnetickým vlnám. Rádiovým nebo optickým signálům může po cestě Galaxií např. zatarasit cestu hmota, a záření o této frekvenci se ztratí mezi vysíláním spousty zdrojů elektromagnetického šumu. Neutrina na druhé straně procházejí galaxií prakticky bez překážek a pokud mají vysoké energie, jsou velmi vzácná a nebudou rušena pozadím.

Američtí vědci předpokládají, že mimozemské neutrinové vysílání bude pulzní a směrové a zprávy budou pravděpodobně vysílány v něčem podobném Morseově abecedě – tedy s různými časovými intervaly mezi pulzy, pomocí nichž je informace zakódována. Rovněž věří, že pokročilá civilizace nebude používat neutrina o energiích menších než milion elektronvoltů, aby nedocházelo k rušení neutriny vzniklými při přírodních radioaktivních rozpadech a slunečních procesech. Navrhli SETI zaměřit se konkrétně na energii 6,3 petaelectronvoltů (PeV) , tedy 6.3x1015 eV. Při této energii dochází k „Glashowově rezonanci“, kdy při interakci elektronu a elektronového antineutrina vzniká částice W-.

Výroba neutrinového signálu

Learned a kol. navrhli dva způsoby výroby takových neutrin. První z nich zahrnuje kolize elektronů a pozitronů při energiích ekvivalentních hmotnosti částice Z0, což je relativně jednoduchý proces, ale vyžaduje enormní množství energie – cca 3% slunečního výkonu pro neutrina vyslaná do vzdálenosti 3000 světelných let.

Druhá cesta naopak vyžaduje vystřelování protonů na terč, urychlování pionů na energie kolem 30 PeV a separaci produktů pionového rozpadu (mionů a mionových neutrin). Tento proces lze provést za spotřeby energie vyrobené navrhovanými termonukleárními elektrárnami a navíc má výhodu v tom, že dokáže produkovat jak neutrina, tak antineutrony (přepínání mezi nimi nabízí další způsob kódování zprávy). Urychlování pionů na tak vysoké energie by bylo velkou výzvou, ale podle Learneda „ne nepřijatelnou pro budoucí civilizaci“.

Detekce signálu

Co se týče naší schopnosti přijímat takové zprávy, badatelé věří, že to bude brzy možné za použití neutronových teleskopů nové generace s detekčním objemem kolem 1 km3. Mezi ně patří konstruovaný teleskop IceCube na jižním pólu (viz obrázek - srovnání s Eiffelovou věží) a možný následník observatoří ANTARES, NEMO a NESTOR ve Středomoří. Tento názor sdílí Francis Halzen, hlavní výzkumník IceCube. Pozorování budou průkazná, protože nejsou známy žádné procesy, za kterých vznikají neutrina o energii 6,3 PeV a detekce dvou a více takových částic bude známkou toho, že byly vyrobeny uměle.

Learned a kol. věří, že je důležité nechat neutrinové teleskopy běžet po delší dobu. Poukazují na to, že mimozemská civilizace nemůže nijak zjistit, kdy vysílat, protože jejich zprávám bude trvat desítky nebo desetitisíce let, než se dostanou k adresátovi (Mléčná dráha má průměr kolem 100 000 světelných let) a je nemožné přesně předpovědět, kdy na planetě s podmínkami příznivými pro život dojde k průmyslové revoluci. Inteligentní bytosti se tedy nejspíš rozhodnou vysílat zprávy periodicky, a nemůžeme předpovědět, kdy ta perioda začne. „Pokud existují takového signály, bude to jasné,“ říká. „Ale musíme se stále dívat.“

Článek zpracovala Petra Hyklová s využitím informací z anglického originálu http://physicsworld.com/cws/article/news/34283.