Fizikçiler ilk kez dünyanın en büyük atomunun içinde yüksek enerjili “hayalet parçacıklar” yarattı ve keşfetti.
Nötrino nedir?
Nötrino adı kelimeyle uyumludurBir nedenden ötürü “tarafsız”. Sıfır elektrik yüküne ve neredeyse sıfır kütleye sahiptirler. Bu, diğer madde türleriyle neredeyse hiçbir zaman etkileşime girmedikleri anlamına gelir. Nötrinolara hayalet parçacıklar denmesinin bir nedeni var; sıradan madde içinde ışık hızına yakın bir hızla, değişmeden "uçuyorlar". İnsan vücudunun her santimetrekaresinden her saniye yaklaşık 100 milyar nötrino geçmektedir.
Nötrinolar nereden geldi?
Nötrinolar uzay gezginleridir.Bunlardan bazıları, atomların yıldızın derinliklerinde kaynaşması sonucu oluşan Güneş'teki nükleer reaksiyonlardan kaynaklanmaktadır. Birkaç saniye içinde yıldızdan uzaklaşan nötrinoları serbest bırakırlar. Bazı hayalet parçacıklar, nükleer reaktörlerdeki gibi Dünya'daki nükleer fisyondan geliyor. ABD Enerji Bakanlığı'na göre muzun içindeki çürüyen potasyum bile nötrino yayabilir.
Nötrinolar ilk kez 1956'da bir nükleer reaktörden çıkarken keşfedildi. Fotonlardan sonra evrende en çok bulunan atom altı parçacıklar olarak kabul edilirler.
İki nötrino. Fotoğraf 4 Temmuz 1959'da NARA & DVIDS Kamu malı Arşivi — Arşivi Al
Ama her yerde bulunmalarına rağmen,Yüksüz ve neredeyse kütlesiz parçacıkların diğer maddelerle minimum etkileşimi, onların tespit edilmesini inanılmaz derecede zorlaştırır. Onları yakalamak için bilim adamları ve mühendisler dünya çapında nötrino dedektörleri inşa ediyorlar. Bunların en ünlüsü, Güney Kutbu'nda bulunan IceCube Nötrino Gözlemevi'dir.
Nötrinoların benzersiz tezahürü neredeyse 10 yıl sonra açıklandı: neden bu kadar önemli?
O ve Japonya'nın Super-Kamiokande detektörü MiniBooNE Fermilab gibi diğer ünlü nötrino tespit deneyleri, güneş ışığı tarafından üretilen nötrinoları tespit etti.
En "önemli" nötrinolar
Hepsinden önemlisi, bilim adamlarının ilgisini yüksek nötrinolar çekiyorenerjiler. Yıldızların birleşmesi, süpernovaların oluşması ve derin uzaydan gelen parçacıkların Dünya atmosferine çarpmasıyla ortaya çıkan bu yüksek enerjili hayaletler, şimdiye kadar bilim insanları için bir sır olarak kaldı.
Artık fizikçiler nötrinoları kullanarak keşfettiler.İsviçre'nin Cenevre kenti yakınlarındaki Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'nde (CERN) bulunan, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki (LHC) FASER dedektörü Bilim adamları, araştırma sonuçlarını 57. Rencontres de Moriond Elektrozayıf Etkileşimler ve Birleşik Teoriler'de sundular İtalya'nın La Thuila kentinde konferans. Irvine Kaliforniya Üniversitesi'nden fizikçi ve FASER İşbirliği eşbaşkanı Jonathan Feng, "Tamamen yeni bir kaynaktan (partikül çarpıştırıcıları) gelen nötrinoları keşfettik, burada iki parçacık ışınının son derece yüksek enerjilerde birbiriyle çarpıştığını gördük" dedi.
FASER deneyi
İleri Arama Deneyi (FASER) - dedektörCERN'deki uluslararası fizikçilerden oluşan bir ekip tarafından tasarlanan ve üretilen parçacıklar CERN'deki parçacık dedektörleri birkaç kat uzunluğunda ve binlerce ton ağırlığında olmalarıyla ünlü olsa da, FASER bir istisnadır.
FASER yaklaşık bir ton ağırlığındadır ve küçük bir kutuya sığarCERN'in yan tüneli. İlginç bir şekilde sadece birkaç yıl içinde geliştirildi ve tesiste gerçekleştirilen diğer deneylerden elde edilen yedek parçaları kullanıyor.
FAZER
Pazar günü, FASER ekibindeki bilim adamları İtalya'daki bir konferansta, aşırı yüksek enerjili parçacıklardan oluşan iki ışının LHC'nin içinde çarpışmasının ardından nötrinoları başarıyla tespit ettiklerini duyurdular.
FASER projesi, nötrinoların yanı sıra şunları da hedefliyor:karanlık madde. Evrendeki maddenin çoğunda mevcut olduğuna inanılan karanlık madde, daha önce hiç tespit edilmemişti. Nötrinolarda olduğu gibi, FASER, CERN'de karanlık maddenin tespit edilmesine yardımcı olacak ilk deney de olabilir. birkaç ay içinde yeni bir parçacık çarpışması turuna başlayacak.
Fizikçiler bunu nasıl yaptı?
Fizikçiler "atom altı hayaletleri" yakalamak içinbir parçacık tespit tuzağı inşa etti: kurşun ve tungstenden oluşan yoğun metal plakalar, birkaç kat ışık tespit edici emülsiyonla sıkıştırılmıştı. Güçlü proton ışınları LHC'nin içinde çarpıştığında, küçük bir kısmı nötrino olan bir yan parçacık akışı ürettiler. Yoğun metal plakalardaki atom çekirdeklerine çarptılar ve diğer parçacıklara parçalandılar. Emülsiyon katmanları eski moda fotoğraf filmiyle aynı şekilde çalıştı; nötrino yan ürünleriyle reaksiyona girerek, nötrinolar içinden geçerken parçacıkların izlenebilir ana hatlarını bastılar.
Bu film benzeri emülsiyonla çalışmakFizikçiler parçacık izlerini analiz ederek bazı işaretlerin, nötrinoların plakalardan geçerken yarattığı parçacık jetlerinin sonucu olduğunu buldular. Bilim insanları, nötrino parçacıklarının üç "çeşnisinden" (tau, müon veya elektron) hangisini bulduklarını bile belirlediler.
Rotada altı nötrino keşfedildideney ilk kez 2021 'de tanımlandı. Fizikçilerin bu kişilerin kendileri olduğunu doğrulamak için yeterli veriyi toplaması iki yıl sürdü. Artık bilim insanları çok daha fazla nötrino bulmayı umuyor ve bunları Evren genelinde yüksek enerjili hayalet parçacıkların oluştuğu ortamları incelemek için kullanmayı planlıyor.
Neden bu kadar önemli?
"LHC'deki bu çok yüksek enerjili nötrinolar önemlidirParçacık astrofiziğindeki gerçekten heyecan verici gözlemleri anlamak için," Jamie Boyd, CERN fizikçisi ve FASER eş başkanı. Fizikçiler, yeni keşiflerle yıldızların nasıl yandığını ve patladığını açıklamayı umuyorlar; yüksek enerjili nötrino etkileşimlerinin uzayda diğer parçacıkların oluşumuna nasıl yol açtığı.
Daha fazla oku:
Bilim adamları, evrenin şeklinin herkesin düşündüğü gibi olmadığına inanıyor
NASA helikopteri Mars'ta gün batımını gösterdi. Toprak gibi görünmüyor.
Ekstraktı yan etki göstermeden kilo vermeye yardımcı olan bir bitki olarak adlandırılmıştır.