Ang neutrino ay isa sa mga pinaka-mailap na particle sa uniberso, pangalawa lamang sa sobrang misteryosong dark matter. Nakikilahok sila sa mahinang pakikipag-ugnayang nuklear at responsable para sa pagsasanib at pagkabulok ng nuklear. Sa tuwing may nangyaring nuklear, may mga neutrino. Halimbawa, ang core ng Araw ay isang higanteng reaksyon ng pagsasanib ng nukleyar, kaya siyempre gumagawa ito ng maraming neutrino. Sinasabi ng mga siyentipiko na kung maaari mong hawakan ang iyong hinlalaki hanggang sa Araw, humigit-kumulang 60 bilyong neutrino ang dadaan sa iyong thumb nail bawat segundo. Ngunit ang mga neutrino ay napakabihirang nakikipag-ugnayan sa bagay na, kahit na trilyon at trilyon sa kanila ang dumadaan sa iyong katawan bawat segundo, sa buong buhay mo ang kabuuang bilang ng mga neutrino na talagang tatama sa iyong katawan ay hindi hihigit sa isa.
Ang mga neutrino ay napakamulto na sa loob ng mga dekada ay ipinapalagay ng mga physicist na ang mga particle na ito ay walang anumang masa at naglalakbay sa uniberso sa bilis ng liwanag. Ang mga kamakailang pag-aaral ay napatunayan na ang mga neutrino ay kakaunti, ngunit sila ay mahalaga. Ang eksaktong dami ng masa ay ang paksa ng aktibong siyentipikong pananaliksik. May tatlong uri ng neutrino: ang electron neutrino, ang muon neutrino, at ang tau neutrino. Ang bawat isa ay kasangkot sa iba't ibang uri ng nuclear reactions, at sa kasamaang-palad, lahat ng tatlong uri ng neutrino ay may kakaibang kakayahan na baguhin ang mga pagkakakilanlan habang sila ay naglalakbay.
Ang masa ng neutrino ay walang paliwanag sa Standard Model of particle physics, ang ating kasalukuyan at pinakamahusay na teorya ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan. Kaya dalawang bagay ang gustong gawin ng mga physicist: sukatin ang masa ng tatlong uri ng neutrino at unawain kung saan nanggaling ang mga masa na ito. Nangangahulugan ito na kailangan nilang magsagawa ng maraming mga eksperimento.
Ang eksperimento ng Kamiokande sa Japan, halimbawa, ay naging posible upang makita ang mga neutrino na ibinubuga ng supernova 1987A. Para dito, kailangan nila ng tangke na may higit sa 50 toneladang tubig. Nagpasya ang IceCube neutrino observatory sa Antarctica na itaas ang bar. Binubuo ang obserbatoryong ito ng isang solidong cubic kilometer ng yelo sa South Pole, na may dose-dosenang mga string ng mga receiver na kasinglaki ng Eiffel Tower na nakalubog ng isang kilometro sa yelo. Pagkatapos ng sampung taon ng operasyon, nakita ng IceCube ang ilan sa mga pinaka-energetic na neutrino sa kasaysayan at ginawa ang mga unang hakbang patungo sa paghahanap ng kanilang pinagmulan.
Kawili-wili din:
- Ang mga unang particle sa uniberso ay muling nilikha. Spoiler alert: kakaiba ang hitsura nila
- Ang mga Ukrainian physicist ay lumahok sa pagtuklas ng isang bagong elementarya na butil - ang oderon
Bakit parehong gumagamit ng tubig ang Kamiokande at IceCube? Sinasabi ng mga siyentipiko na ang isang malaking piraso ng halos anumang bagay ay maaaring maging isang neutrino detector, ngunit ang dalisay na tubig ay perpekto. Kapag ang isa sa trilyong neutrino na dumadaan ay bumangga sa isang random na molekula ng tubig, naglalabas ito ng isang maikling flash ng liwanag. Ang mga obserbatoryo ay naglalaman ng daan-daang photoreceptor, at ang kadalisayan ng tubig ay nagpapahintulot sa mga detector na ito na matukoy ang direksyon, anggulo, at intensity ng flash nang tumpak (kung ang tubig ay may mga dumi, magiging mahirap na muling buuin kung saan nanggaling ang flash sa loob ng dami).
Ang mga pag-aaral na ito ay angkop para sa mga paghahanap para sa ordinaryong, "araw-araw" na mga neutrino. Ngunit ang mga pinaka-energetic na neutrino ay napakabihirang—at ang mga ito ang pinakakapana-panabik at kawili-wili dahil maaari lamang silang dulot ng pinakamalaking higanteng mga kaganapan sa uniberso.
Sa kasamaang palad, ang lahat ng kapangyarihan ng IceCube, pagkatapos ng isang dekada ng pagmamasid, ay nakakuha lamang ng ilan sa mga napakalakas na neutrino na ito. Ang koponan sa Pacific Ocean Neutrino Experiment (P-ONE) na inisyatiba ay iminungkahi na gawing isang neutrino detector ang isang nakahiwalay ngunit malawak na bahagi ng Pacific Ocean. Ipinapalagay na ang mahaba, kilometrong mga string ng photodetector ay ibababa sa ilalim ng karagatan, na may mga float na nakakabit sa kanila, upang ang mga detector ay nakatayo nang patayo sa tubig, tulad ng higanteng mekanikal na algae.
Sa kasalukuyan, ang disenyo ng P-ONE ay may kasamang pitong 10-string cluster, bawat isa ay naglalaman ng 20 optical elements. Ito ay isang kabuuang 1400 photodetector na lumulutang sa Karagatang Pasipiko sa layong ilang kilometro. Kapag ang mga neutrino ay tumama sa tubig ng karagatan at gumawa ng isang maliit na flash, masusubaybayan ito ng mga detektor.
Ngunit ang Karagatang Pasipiko ay malayo sa malinis, na may asin, plankton at lahat ng uri ng dumi ng isda na lumulutang sa paligid. Babaguhin nito ang pag-uugali ng liwanag sa pagitan ng mga filament, na nagpapahirap sa tumpak na pagsukat. Samakatuwid, nabanggit ng mga siyentipiko na ang eksperimento ay mangangailangan ng patuloy na pagkakalibrate upang ayusin ang lahat ng mga variable at mapagkakatiwalaang subaybayan ang mga neutrino. Gayunpaman, ginagawa ito ng P-ONE team at nagpaplano na gumawa ng mas maliit na two-stream demo bilang patunay ng konsepto.
Basahin din:
- Natunton ng mga astrophysicist sa unang pagkakataon ang pagsasama ng mga neutron star at black hole
- Maaaring baguhin ng isang bagong natuklasang hybrid na particle ang electronics