นิวตริโนเป็นหนึ่งในอนุภาคที่เข้าใจยากที่สุดในจักรวาล รองจากสสารมืดลึกลับยิ่งนัก พวกเขามีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่อ่อนแอและมีหน้าที่รับผิดชอบในการหลอมรวมและการสลายของนิวเคลียร์ เมื่อใดก็ตามที่มีนิวเคลียร์เกิดขึ้น จะมีนิวตริโน ตัวอย่างเช่น แกนกลางของดวงอาทิตย์เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันขนาดยักษ์ ดังนั้นแน่นอนว่ามันสร้างนิวตริโนได้ค่อนข้างมาก นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าหากคุณสามารถชูนิ้วโป้งของคุณขึ้นสู่ดวงอาทิตย์ได้ นิวตริโนประมาณ 60 พันล้านจะผ่านเล็บนิ้วโป้งของคุณทุกวินาที แต่นิวตริโนโต้ตอบน้อยมากกับเรื่องนั้น แม้ว่านิวตริโนหลายล้านล้านจะผ่านร่างกายของคุณทุกวินาที แต่ตลอดช่วงชีวิตของคุณ จำนวนนิวตริโนที่จะกระทบร่างกายของคุณจริง ๆ มีไม่เกินหนึ่งตัว
นิวตริโนนั้นน่ากลัวมากจนนักฟิสิกส์ได้สันนิษฐานว่าอนุภาคเหล่านี้ไม่มีมวลเลยและเดินทางผ่านจักรวาลด้วยความเร็วแสงเป็นเวลาหลายสิบปี การศึกษาล่าสุดได้พิสูจน์แล้วว่านิวตริโนมีน้อย แต่มีความสำคัญ ปริมาณมวลที่แน่นอนเป็นเรื่องของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เชิงรุก นิวตริโนมีสามประเภท: อิเล็กตรอนนิวตริโน มิวออนนิวตริโน และเทานิวตริโน แต่ละคนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภทต่างๆ และน่าเสียดายที่นิวตริโนทั้งสามประเภทมีความสามารถที่แปลกประหลาดในการเปลี่ยนอัตลักษณ์ขณะเดินทาง
มวลนิวตริโนไม่มีคำอธิบายในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ทฤษฎีปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่ดีที่สุดในปัจจุบันและดีที่สุดของเรา นักฟิสิกส์อยากทำสองสิ่ง: วัดมวลของนิวตริโนทั้งสามประเภทและทำความเข้าใจว่ามวลเหล่านี้มาจากไหน ซึ่งหมายความว่าพวกเขาต้องทำการทดลองมากมาย
ตัวอย่างเช่น การทดลอง Kamiokande ในญี่ปุ่นทำให้สามารถตรวจจับนิวตริโนที่ปล่อยออกมาจากซุปเปอร์โนวา 1987A ได้ สำหรับสิ่งนี้ พวกเขาต้องการถังที่มีน้ำมากกว่า 50 ตัน หอสังเกตการณ์นิวตริโน IceCube ในทวีปแอนตาร์กติกาตัดสินใจที่จะยกระดับ หอดูดาวแห่งนี้ประกอบด้วยน้ำแข็งลูกบาศก์กิโลเมตรที่ขั้วโลกใต้ โดยมีสายรับหลายสิบสายขนาดเท่าหอไอเฟลที่จมลงไปในน้ำแข็งหนึ่งกิโลเมตร หลังจากใช้งานมา XNUMX ปี IceCube ได้ตรวจพบนิวตริโนที่มีพลังมากที่สุดบางส่วนในประวัติศาสตร์และได้ดำเนินการตามขั้นตอนแรกในการค้นหาต้นกำเนิดของพวกมัน
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
- อนุภาคแรกในจักรวาลถูกสร้างขึ้นใหม่ สปอยล์เตือน: ดูแปลกๆ
- นักฟิสิกส์ชาวยูเครนมีส่วนร่วมในการค้นพบอนุภาคมูลฐานใหม่ - oderon
ทำไมทั้ง Kamiokande และ IceCube ใช้น้ำมาก? นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่เกือบทุกอย่างสามารถเป็นเครื่องตรวจจับนิวตริโนได้ แต่น้ำบริสุทธิ์นั้นเหมาะสมที่สุด เมื่อนิวตริโนหนึ่งล้านล้านที่ผ่านไปชนกับโมเลกุลของน้ำแบบสุ่ม มันจะเปล่งแสงวาบชั่วครู่ หอสังเกตการณ์มีตัวรับแสงหลายร้อยตัว และความบริสุทธิ์ของน้ำทำให้เครื่องตรวจจับเหล่านี้สามารถกำหนดทิศทาง มุม และความเข้มของแสงแฟลชได้อย่างแม่นยำมาก (หากน้ำมีสิ่งเจือปน จะสร้างได้ยากเมื่อเกิดแฟลชขึ้นใหม่จากภายใน ปริมาณ).
การศึกษาเหล่านี้เหมาะสำหรับการค้นหานิวตริโน "ในชีวิตประจำวัน" ทั่วไป แต่นิวตริโนที่มีพลังมากที่สุดนั้นหายากมาก—และพวกมันก็น่าสนใจและน่าสนใจที่สุดเพราะสามารถเกิดขึ้นได้จากเหตุการณ์ยักษ์ที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลเท่านั้น
น่าเสียดายที่พลังทั้งหมดของ IceCube หลังจากการสังเกตเป็นเวลากว่าทศวรรษ ก็สามารถจับนิวตริโนที่มีพลังมหาศาลเหล่านี้ได้เพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น ทีมงานของโครงการ Pacific Ocean Neutrino Experiment (P-ONE) ได้เสนอให้เปลี่ยนมหาสมุทรแปซิฟิกที่ห่างไกลออกไปแต่กว้างใหญ่ให้กลายเป็นเครื่องตรวจจับนิวตริโน สันนิษฐานว่าเครื่องตรวจจับแสงที่ยาวและยาวเป็นกิโลเมตรจะถูกหย่อนลงไปที่ก้นมหาสมุทรโดยมีลอยติดอยู่ เพื่อให้เครื่องตรวจจับอยู่ในแนวตั้งในน้ำ เหมือนกับสาหร่ายกลขนาดยักษ์
ปัจจุบัน การออกแบบ P-ONE ประกอบด้วยคลัสเตอร์ 10 สายจำนวน 20 คลัสเตอร์ โดยแต่ละคลัสเตอร์มีองค์ประกอบออปติคัล 1400 ชิ้น นี่คือเครื่องตรวจจับแสงทั้งหมด XNUMX ตัวที่ลอยอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกในระยะทางหลายกิโลเมตร เมื่อนิวตริโนกระทบน้ำทะเลและทำให้เกิดแฟลชขนาดเล็ก เครื่องตรวจจับจะสามารถติดตามได้
แต่มหาสมุทรแปซิฟิกยังห่างไกลจากความสะอาด มีเกลือ แพลงก์ตอน และขยะจากปลาทุกชนิดลอยอยู่รอบๆ สิ่งนี้จะเปลี่ยนพฤติกรรมของแสงระหว่างเส้นใย ทำให้ยากต่อการวัดอย่างแม่นยำ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงตั้งข้อสังเกตว่าการทดลองจะต้องมีการสอบเทียบอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับตัวแปรทั้งหมดและติดตามนิวตริโนได้อย่างน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม ทีมงาน P-ONE กำลังทำงานในเรื่องนี้และกำลังวางแผนที่จะสร้างการสาธิตแบบสองสตรีมที่มีขนาดเล็กลงเพื่อเป็นเครื่องพิสูจน์แนวคิด
อ่าน:
- นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ติดตามการรวมตัวของดาวนิวตรอนและหลุมดำเป็นครั้งแรก
- อนุภาคไฮบริดที่เพิ่งค้นพบใหม่สามารถปฏิวัติอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้