Ova dvojica fizičara 'dali su važan doprinos eksperimentima koji su pokazali da neutrini mijenjaju identitete. Ta metamorfoza podrazumijeva da bi morali imati masu. Otkriće je promijenilo naše shvaćanje najdubljeg funkcioniranja materije i može se pokazati krucijalnim za razumijevanje svemira', objavila je u priopćenju Kraljevska švedska akademija.

1998. godine Takaaki Kajita sa Sveučilišta u Tokiju predstavio je otkriće koje je utvrdilo da se neutrini iz atmosfere na svojem putovanju do detektora Super-Kamiokande u Japanu prebacuju između dva identiteta.

Par godina kasnije tim kanadskih znanstvenika pod vodstvom McDonalda sa sveučilišta Queen's u Kingstonu otkrio je da neutrini podrijetlom sa Sunca na svojem putovanju do Zemlje ne nestaju, kao što se ranije mislilo, već da se mijenjaju tako da na cilj u promatračnicu Sudbury Neutrino Observatory (SNO) stižu s promijenjenim identitetom.

Time je riješena zagonetka koja je desetljećima mučila znanstvenike. Naime, ranije usporedbe teorijskih proračuna s eksperimentima uporno su pokazivale da do površine Zemlje nestane oko 2/3 neutrina koji bi trebali stizati sa Sunca.

Rješenje misterija istovremeno je dovelo do zaključka da bi neutrini, za koje se dugo vremena smatralo da nemaju masu, ipak morali imati barem neku masu, koliko god bila malena. Ono je otvorilo cijelo novo područje u fizici koje do današnjeg dana daje zanimljive rezultate. Također je pokazalo da standardni model fizike ne može biti konačan i potpun jer prema njemu neutrini ne bi trebali imati mase.

Na pitanje kako je doživio vijest da je dobio nagradu, McDonald je rekao da je to nedvojbeno vrlo zastrašujuće iskustvo. 'Na sreću imam dosta kolega koji ovu nagradu dijele sa mnom. Oni su uložili golemi rad kako bi obavili ova mjerenja', dodao je.

Neutrini su neobične čestice. Njihovo postojanje pretpostavio je Wolfgang Pauli, ime im je dao Enrico Fermi, a eksperimentalno ih je dokazao Frederick Reines 1956. godine. Imaju izuzetno malu masu, mnogo milijuna puta manju od protona. Nemaju naboj, a ne ulaze u gotovo nikakve interakcije s materijom tako da ih je vrlo teško otkrivati i istraživati. Bez ikakvih problema milijarde njih svakodnevno prolaze kroz ljudska tijela, planine, pa i cijelu Zemlju. Neki znanstvenici stoga ih nazivaju česticama – duhovima. Javljaju se u tri oblika, odnosno okusa - kao elektronski, mionski i tau-neutrino, a iz jednog u drugi prelaze bez ikakvih najava i jasnih razloga. Neutrini imaju neobično svojstvo da im se stanja okusa ne podudaraju sa stanjima masa. Zbog toga stanja masa napreduju s različitim brzinama, a stanja okusa se mijenjaju s vremenom. Taj efekt poznat je kao neutrinska oscilacija, a potvrdio je da neutrini moraju imati masu. Zbog izuzetno male mase neutrini se najčešće gibaju relativističkim brzinama, blizu brzine svjetlosti.

Neutrini se registriraju u detektorima koji se grade duboko pod površinom Zemlje kako bi se izbjegli utjecaji kozmičkih zraka i drugih smetnji. Prostor je golem jer su interakcije rijetke, a obično je dijelom ispunjen tekućinom. U njemu su smješteni brojni senzori koji bilježe sićušne bljeskove svjetlosti što nastaju u vrlo rijetkim situacijama kada neutrino udari u atom u tekućini.

Postojanje neutrinskih oscilacija u protekla dva desetljeća potvrdio je cijeli niz eksperimenata. Prva transformacija neutrina proizašlih iz interakcija u atmosferi registrirana je 1998. u detektoru Super-Kamiokande u Japanu. Druga transformacija neutrina nastalih u Suncu zabilježena je 2001. u kanadskom SNO-u.

Jedna od novijih potvrda neutrinskih oscilacija stigla je 2014. također iz Japana. Prema suvremenoj fizici u Sunčevoj jezgri trebali bi se stvarati tzv. elektronski neutrini različitih energija. Međutim, detektori na Zemlji registriraju mnogo manje neutrina visoke energije nego što ih fizika predviđa. Prema teoriji neutrini koji nedostaju zapravo se pretvaraju u druge okuse dok prolaze kroz gustu plazmu Sunca na svojem putovanju prema površini. Interakcija s materijom manje gustoće, kao što je primjerice Zemlja, kasnije ih može navesti da se vrate u izvorno stanje. Ako je teorija točna, detektori bi trebali zabilježiti više neutrina visoke energije nakon što oni prođu kroz cijelu Zemlju i  na drugoj, noćnoj strani stignu do detektora. Ovu pretpostavku potvrdio je detektor Super-Kamiokande.

Doprinos istraživanju neobičnih promjena identiteta neutrina dali su i naši znanstvenici. Oni su sudjelovali u eksperimentu OPERA koji je 2010. potvrdio prelazak mionskog u tau-neutrino.

U užoj konkurenciji za ovogodišnju Nobelovu nagradu za fiziku bila je i američka astronomkinja Vera Rubin koja je zaslužna za pionirska otkrića tamne tvari. Nobela za fiziku do danas su osvojile samo dvije žene - Marie Curie 1903. i Maria Goeppert Mayer 1963. Neki su stoga navijali za Rubin, no čini se da će se morati strpjeti.

Dvojica dobitnika podijelit će novčani dio nagrade od osam milijuna švedskih kruna (960.000 dolara).