Неутриното е една од најнеостварливите честички во универзумот, втора по супермистериозната темна материја. Тие учествуваат во слабата нуклеарна интеракција и се одговорни за нуклеарната фузија и распаѓање. Секогаш кога се случува нешто нуклеарно, има неутрина. На пример, јадрото на Сонцето е џиновска реакција на нуклеарна фузија, па се разбира дека произведува доста неутрина. Научниците велат дека кога би можеле да го држите палецот до Сонцето, приближно 60 милијарди неутрина ќе минуваат низ ноктот на палецот секоја секунда. Но, неутрината толку ретко комуницираат со материјата што, иако трилиони и трилиони од нив минуваат низ вашето тело секоја секунда, во текот на вашиот живот вкупниот број на неутрина што всушност ќе го погодат вашето тело не е повеќе од еден.
Неутрините се толку духови што со децении физичарите претпоставуваа дека овие честички воопшто немаат маса и патуваат низ универзумот со брзина на светлината. Неодамнешните студии докажаа дека неутрините се малку, но тие се важни. Точната количина на маса е предмет на активно научно истражување. Постојат три типа на неутрина: електронско неутрино, мионско неутрино и тау неутрино. Секој од нив е вклучен во различни видови нуклеарни реакции, и за жал, сите три типа на неутрина имаат неверојатна способност да го менуваат идентитетот додека патуваат.
Масата на неутрино нема објаснување во Стандардниот модел на физиката на честичките, нашата сегашна и најдобра теорија за фундаменталните интеракции. Така, физичарите би сакале да направат две работи: да ги измерат масите на трите типа неутрина и да разберат од каде доаѓаат овие маси. Ова значи дека тие треба да спроведат многу експерименти.
Експериментот Камиоканде во Јапонија, на пример, овозможи да се детектираат неутрината емитирани од суперновата 1987А. За ова им бил потребен резервоар со повеќе од 50 тони вода. Опсерваторијата за неутрино IceCube на Антарктикот одлучи да ја подигне границата. Оваа опсерваторија се состои од цврст кубен километар мраз на Јужниот пол, со десетици низи приемници со големина на Ајфеловата кула потопени еден километар во мразот. По десет години работа, IceCube откри некои од најенергичните неутрина во историјата и ги направи првите чекори кон откривање на нивното потекло.
Исто така интересно:
- Првите честички во универзумот се повторно создадени. Предупредување за спојлер: изгледаат чудно
- Украинските физичари учествуваа во откривањето на нова елементарна честичка - одерон
Зошто и Kamiokande и IceCube користат толку многу вода? Научниците велат дека големо парче од речиси сè може да биде детектор на неутрино, но чистата вода е идеална. Кога едно од трилиони неутрина што поминува покрај нив ќе се судри со случајна молекула на вода, тој испушта краток блесок на светлина. Опсерваториите содржат стотици фоторецептори, а чистотата на водата им овозможува на овие детектори многу прецизно да ја одредат насоката, аголот и интензитетот на блицот (ако водата имала нечистотии, би било тешко да се реконструира од каде доаѓа блицот во волумен).
Овие студии се погодни за пребарување на обични, „секојдневни“ неутрина. Но, најенергичните неутрина се исклучително ретки - и тие се најфасцинантните и најинтересните бидејќи можат да бидат предизвикани само од најголемите џиновски настани во универзумот.
За жал, сета моќ на IceCube, по една деценија набљудување, успеа да фати само неколку од овие супермоќни неутрина. Тимот од иницијативата за неутрино експеримент на Тихиот Океан (P-ONE) предложи изолирано, но огромно парче од Тихиот океан да се претвори во детектор за неутрино. Се претпоставува дека долгите, километарски низи од фотодетектори ќе бидат спуштени на дното на океанот, со прицврстени плови за нив, така што детекторите стојат вертикално во водата, како џиновски механички алги.
Во моментов, дизајнот P-ONE вклучува седум кластери со 10 жици, од кои секоја содржи 20 оптички елементи. Станува збор за вкупно 1400 фотодетектори кои лебдат во Тихиот Океан на растојание од неколку километри. Кога неутрината ќе удрат во водата на океанот и ќе направат мал блесок, детекторите ќе можат да го следат.
Но, Тихиот Океан е далеку од чист, со сол, планктони и секаков вид рибен отпад лебдат наоколу. Ова ќе го промени однесувањето на светлината помеѓу филаментите, што ќе го отежне прецизното мерење. Затоа, научниците забележаа дека експериментот ќе бара постојана калибрација за да се прилагодат сите променливи и сигурно да се следат неутрините. Сепак, тимот на P-ONE работи на ова и веќе планира да создаде помало демо со две стримови како доказ за концепт.
Прочитајте исто така:
- Астрофизичарите за прв пат го следеа спојувањето на неутронските ѕвезди и црните дупки
- Новооткриената хибридна честичка може да направи револуција во електрониката