Fizičari su stvorili i po prvi put otkrili "čestice duhova" visoke energije unutar najveće na svijetu
Što su neutrini?
Naziv neutrino suglasan je s riječju"neutralan" s razlogom. Oni nemaju električni naboj i gotovo nultu masu. To znači da gotovo nikada ne stupaju u interakciju s drugim vrstama materije. Neutrini se s razlogom nazivaju česticama duhova - oni "lete" kroz običnu materiju brzinom bliskom brzini svjetlosti bez promjene. Svake sekunde oko 100 milijardi neutrina prođe kroz svaki kvadratni centimetar ljudskog tijela.
Odakle su došli neutrini?
Neutrini su svemirske lutalice.Neki od njih proizlaze iz nuklearnih reakcija na Suncu, kada se atomi spajaju duboko unutar zvijezde. Oni oslobađaju neutrine koji odlete od zvijezde u roku od nekoliko sekundi. Neke duhovite čestice dolaze iz nuklearne fisije ovdje na Zemlji, kao što su nuklearni reaktori. Čak i raspadajući kalij unutar banane može emitirati neutrine, prema američkom Ministarstvu energetike.
Neutrini su prvi put otkriveni kako napuštaju nuklearni reaktor 1956. Nakon fotona, smatraju se najbrojnijim subatomskim česticama u Svemiru.
Dva neutrina. Fotografija snimljena 4. srpnja 1959., NARA & DVIDS arhiva javne domene — GetArchive
No unatoč njihovoj sveprisutnosti,minimalna interakcija čestica bez naboja i gotovo bez mase s drugom materijom čini ih nevjerojatno teškima za otkrivanje. Kako bi ih uhvatili, znanstvenici i inženjeri grade detektore neutrina diljem svijeta. Najpoznatiji od njih je IceCube Neutrino Observatory, koji se nalazi na Južnom polu.
Jedinstvena manifestacija neutrina objašnjena je nakon gotovo 10 godina: zašto je toliko važna
On i drugi poznati eksperimenti detekcije neutrina kao što je japanski detektor Super-Kamiokande, MiniBooNE Fermilab detektirali su neutrine generirane sunčevom svjetlošću.
"Najvažniji" neutrini
Znanstvenike najviše od svega intrigiraju neutrini na visokoj razinienergije. Oni se rađaju kada se zvijezde spajaju, rađaju se supernove i kada se čestice iz dubokog svemira sruše na Zemljinu atmosferu. Ovi visokoenergetski duhovi do sada su ostali misterij za znanstvenike.
Sada su fizičari otkrili neutrine pomoćuDetektor FASER na Velikom hadronskom sudaraču (LHC), najvećem svjetskom akceleratoru čestica, smještenom u Europskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN) u blizini Ženeve, Švicarska, predstavili su rezultate istraživanja na 57. Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories. konferenciji u La Thuili, Italija. "Otkrili smo neutrine iz potpuno novog izvora - sudarača čestica - gdje se dva snopa čestica međusobno sudaraju pri ekstremno visokim energijama", rekao je Jonathan Feng, fizičar sa Kalifornijskog sveučilišta u Irvineu i supredsjedavajući FASER kolaboracije.
Eksperiment FASER
Forward Search Experiment (FASER) - detektorčestica, koje je dizajnirao i izradio međunarodni tim fizičara iz CERN-a Dok su detektori čestica u CERN-u poznati po tome što su visoki nekoliko katova i teški su tisuće tona, FASER je iznimka.
FASER je težak oko tonu i stane u maliCERN-ov bočni tunel. Zanimljivo je da je razvijen u samo nekoliko godina i koristi rezervne dijelove iz drugih eksperimenata koji su se provodili u ustanovi.
BRŽE
U nedjelju su znanstvenici FASER tima objavili na konferenciji u Italiji da su uspješno detektirali neutrine nakon što su se dvije zrake čestica ekstremno visokih energija sudarile unutar LHC-a.
Osim neutrina, projekt FASER također ima za ciljtamna tvar. Tamna tvar, za koju se vjeruje da je prisutna u većini materije u svemiru, nikada prije nije otkrivena. Kao i s neutrinima, FASER bi također mogao biti prvi eksperiment koji će pomoći u otkrivanju tamne tvari u CERN-u započet će novi krug sudara čestica za nekoliko mjeseci.
Kako su fizičari to učinili?
Uhvatiti "subatomske duhove", fizičarinapravio zamku za detekciju čestica: guste metalne ploče od olova i volframa, u sendviču s nekoliko slojeva emulzije za detekciju svjetlosti. Kad su se snažni snopovi protona sudarili unutar LHC-a, proizveli su struju bočnih čestica, od kojih su mali udio bili neutrini. Udarali su u atomske jezgre u gustim metalnim pločama i raspali se u druge čestice. Slojevi emulzije djelovali su na isti način kao i staromodni fotografski film - reagirajući s nusproduktima neutrina, utiskivali su vidljive obrise čestica dok su neutrini prolazili kroz njih.
Rad s ovom emulzijom poput filmai analizom tragova čestica, fizičari su otkrili da su neki od tragova bili rezultat mlazova čestica koje su stvorili neutrini dok su prolazili kroz ploče. Znanstvenici su čak utvrdili koji su od tri "okusa" čestica neutrina - tau, mion ili elektron - pronašli.
Šest neutrina otkrivenih u tečajueksperiment, prvi je put identificiran 2021. . Fizičarima je trebalo dvije godine da prikupe dovoljno podataka da potvrde da su to oni. Sada se znanstvenici nadaju da će pronaći mnogo više neutrina i planiraju ih upotrijebiti za proučavanje okruženja u svemiru u kojima nastaju čestice duhova visoke energije.
Zašto je to toliko važno?
“Ovi neutrini vrlo visoke energije u LHC-u su važnirazumjeti doista uzbudljiva opažanja u astrofizici čestica,” Jamie Boyd, fizičar CERN-a i supredsjedavajući FASER-a, fizičari se nadaju da će objasniti kako zvijezde gore i eksplodiraju; kako međudjelovanja neutrina visoke energije dovode do stvaranja drugih čestica u svemiru.
Čitaj više:
Znanstvenici vjeruju da oblik svemira nije onakav kakav svi misle
NASA-in helikopter pokazao zalazak sunca na Marsu. Ne izgleda kao zemlja.
Nazvana biljka čiji ekstrakt pomaže u mršavljenju bez nuspojava