A gallium valamiért nem válik germániummá, és ehhez a szellemrészecskéknek is közük van. A Szovjetunió és az Egyesült Államok tudósai a hidegháború alatt egy hegy gyomrában próbáltak közösen rájönni arra, mi az a galliumanomália.
Neutrínó falu az orosz–grúz határ közelében fekszik, tíz kilométerre a Kaukázus hegység legmagasabb csúcsától, az Elbrusztól. A települést nevének megfelelően főleg fizikusok és családjaik lakják, akik a közeli Baksan Neutrínó Obszervatóriumban vagy BNO-ban dolgoznak. A BNO volt az egykori Szovjetunió első neutrinóobszervatóriuma – az építése 1967-ben kezdődött, a munka 1977-ben.
A kozmikus sugárzást kizáró, föld alatti laboratóriumokat takarékos módon rendszerint egykori bányákba költöztetik. A Baksan nem ilyen: egy négy kilométeres alagút, amit kifejezetten erre a célra fúrtak 1700 méter magasságban, a 4000 méter magas Andircsi-hegy alatt. A neutrínókat mérő műszerek a felszíni bejárathoz képest 300 méteres mélységben találhatók, a fizika számára azonban nem ez a fontos, hanem a szigetelés minősége, amit vízmélységben lehet univerzálisan kifejezni – ez a laboratórium felett húzódó hegy tömege miatt olyan, mintha 4700 méteres vízréteg alatt dolgoznának.
A laboratóriumban galliummal teli tartályokban radioaktív anyagot vizsgálnak. A gallium a higanyhoz hasonlóan szobahőmérsékleten folyékony fém, amelynek a sugárzó anyagból kiszabaduló neutrínók hatására egy másik elemmé, germániummá kellene alakulnia. A jelenség, vagyis az átalakuló anyag mennyisége azonban jelentősen elmarad attól, amit az elmélet előre jelez:
ez a galliumanomália.
Ez olyan horderejű tudományos rejtély, ami miatt a hidegháború csúcsán összefogtak a Szovjetunió és az Egyesült Államok tudósai. Az emberiség fennmaradásának fénye alighanem élénkebben hatott egymás végleges elpusztításának árnyékában. A szovjet–amerikai galliumkísérlet vagy SAGE ötlete 1984-ben született, és egy évvel később meg is kapta a zöld lámpát. A közös munka 1988 májusában kezdődött el, az első mérések idején, 1989 decemberében a Szovjetunió már megállíthatatlanul robogott a pár évvel későbbi felbomláshoz vezető összeomlás felé.
A közös kutatás azóta is folyik, annak ellenére, hogy nem egy orosz kormány fejében megfordult, hogy jó lenne értékesíteni a Baksan laboratóriumban tárolt 57 tonnányi galliumot.
A neutrínók elemi részecskék, amiket szellemrészecskéknek is neveznek, mert nagyon ritkán lépnek kölcsönhatásba anyaggal – egy fényév vastagságú ólomfalon is képesek átkelni anélkül, hogy anyagba ütköznének. Az úgynevezett elektronneutrínó ugyanakkor, ha a galliumatommaggal ütközik, egy ott található neutronnal találkozva protonná alakul – az atom így az extra protonnal immár germánium. A tudósok a keletkező germánium mennyiségét vizsgálva átlagosan 20 százalékos eltérést találnak a várttól. Az egyik tartály a várt mennyiség 79 százalékát tartalmazza, a másik csak 77 százalékot.
A tudósok mindenütt keresik az eltérés okát. Felvetődött, hogy rosszul tudjuk a germánium felezési idejét, amit 1985-ben még 11,43 napnak gondoltak. A Kaliforniában végzett friss mérési eredmények 11,468 napot mutatnak, vagyis a régebbi adat meglehetősen pontos volt, és nem ez okozza az eltérést. A másik kézenfekvő lehetőség az volt, hogy rosszul tudjuk a neutrínó-kölcsönhatás gyakoriságát – mára ezt is kizárták.
A szellemrészecskéket nem könnyű elcsípni, ezért vannak még hézagok a tudásunkban. Lehetséges, hogy egy eddig ismeretlen neutrínófajta nyomaira bukkantunk. A neutrínókból több fajta létezik, és utazás közben oszcillálnak, vagyis más alakot vesznek fel. Az elektronneutrínók az elmélet szerint például könnyebb, úgynevezett steril formába válthatnak.
Ezzel igazából nem lenne probléma, csakhogy a neutrínók komoly jelöltek a sötétanyag-probléma megoldására. Mint ismert, a világegyetem anyagának mindössze 5 százalékát ismerjük, a hiányzó rész 25 százaléka a sötét anyag, ami nem lép kölcsönhatásba a szokványos anyaggal, csak gravitációs hatása figyelhető meg a galaxisokon. A kölcsönhatás hiánya nagyon is neutrinós, a könnyebb steril neutrínó azonban kissé felrúgja a modelleket (nemcsak a sötét anyagét, de az ősrobbanást követő idők forgatókönyvét is).
Az itt dolgozó kutatók szerint az Ukrajna elleni orosz támadás „komplikálta a dolgokat”, de a munka folytatódik. Mivel más elmélet nincs, egyelőre maradnak a steril neutrínók, és a szakemberek újabb sugárzó forrás kipróbálását és a távolabb elhelyezett újabb tartályok beállítását fontolgatják.