Nötrinolar belki de insanoğlunun bildiği en az bulunan parçacıklardır. Fizikçi, akıllı adam ve akıllı aleck Wolfgang Pauli ilk olarak 1930'da eksik bir bulmaca parçası olarak varlığını önerdi - bazı nükleer reaksiyonlar ortaya çıktıklarından daha fazla içeri girdi. Pauli, küçük ve görünmez bir şeyin dahil olması gerektiğine karar verdi - bu nedenle, "küçük tarafsız" için bir tür İtalyan olan nötrino.
Bu ilk öneriden bu yana geçen yıllarda, bu küçük nötr arkadaşları tanımak ve sevmek için geldik - ama tam olarak anlayamadık. Biraz kütleleri var, ama ne kadar olduğundan emin değiliz. Ve bir çeşit nötrinodan ("lezzet" olarak adlandırılır, çünkü neden olmasın?) Diğerine dönüşebilirler, ancak nasıl olduğundan emin değiliz.
Fizikçiler bir şeyi anlamadığında, gerçekten heyecanlanırlar, çünkü tanım gereği bilmecenin cevabı bilinen fiziklerin dışında olmalıdır. Nötrino kütlesinin ve karışımının gizemi bize Büyük Patlama'nın ilk anları gibi gizemlerle ilgili ipuçları verebilir.
Küçük bir sorun: küçüklük. Nötrino küçüktür ve normal maddeyle neredeyse hiç konuşmaz. Trilyonlarca trilyon şu anda bedeninizden geçiyor. Onları fark ettin mi? Hayır. Gerçekten nötrino özelliklerini araştırmak için büyük olmalıyız ve üç yeni nötrino denemesi yakında çevrimiçi olacak. Umut ediyoruz.
Hadi keşfedelim:
KUMDAN TEPE
Klasik bilim-kurgu romanı "Dune" in yeniden canlandırılması hakkındaki heyecanı duymuş olabilirsiniz. Bu değil. Bunun yerine, bu DUNE iki bölümden oluşan "Derin Yeraltı Nötrino Deneyi" anlamına gelir. Birinci bölüm Illinois'deki Fermilab'da olacak ve protonları ışık hızına yakın hızlandıracak, onları parçalara ayıracak ve iş bitiminde saniyede trilyonlarca nötrino çekecek dev bir kötülük tarzı nötrino silahı içerecek.
Oradan, nötrinolar düz bir çizgi üzerinde seyahat edecekler (çünkü nasıl yapacaklarını biliyorlar) Güney Dakota'daki Sanford Yeraltı Araştırma Tesisinde yaklaşık 800 mil (1.300 kilometre) uzakta olan ikinci bölüme ulaşana kadar. Neden yeraltında? Nötrinolar düz bir çizgide (tekrar, seçim yok) hareket eder, ancak Dünya kavislidir, bu nedenle dedektör yüzeyin yaklaşık 1,6 km altında oturmalıdır. Ve bu dedektör yaklaşık 40.000 ton (36.000 metrik ton) sıvı argon.
Hiper-Kamiokande
Hida yakınında bulunan, yakında olacak olan Hyper-Kamiokande'nin (fizik partilerinde serin olmak istiyorsanız "Hyper-K") öncüsü, uygun bir şekilde adlandırılan Super-Kamiokande (aynı nedenlerle "Super-K") idi. , Japonya. Her iki cihaz için oldukça basit bir kurulum: çok hafif ışık sinyallerini yükselten fotoçoğaltıcı tüplerle çevrili devasa bir ultra saf su tankı.
Son derece nadir bir zamanda, bir nötrino bir su molekülüne çarpar ve bir elektron veya bir pozitronun (elektronun antimadde ortağı) sudaki ışık hızından daha hızlı kaymasına neden olur. Bu Cherenkov radyasyonu olarak adlandırılan mavimsi bir ışığın parlamasına neden olur ve bu ışık fotoçoğaltıcı tüpler tarafından alınır. Flaşı inceleyin, nötrinoyu anlayın.
Super-K, 1998 yılında güneşin çekirdeğinin cehennem derinliklerinde üretilen nötrinoların gözlemlerine dayanarak, nötrinoların uçarken lezzeti değiştirdiğine dair ilk sağlam kanıt sağladığında 1998'de süper tarih yazdı. Keşif, fizikçi Takaaki Kajita'ya Nobel Ödülü ve Super-K'yi fotoçoğaltıcı tüpünde sevgi dolu bir patla yakaladı.
Hyper-K, Super-K gibidir ancak daha büyüktür. 264 milyon galon (1 milyar litre) su kapasitesiyle, Super-K'nin 20 katı toplama hacmine sahiptir, bu da Super-K'nin aynı zamanda nötrino sayısının 20 katını potansiyel olarak toplayabileceği anlamına gelir. Hyper-K, yaklaşık 2025'ten başlayarak, evren boyunca füzyon ve süpernovalar gibi doğal, organik reaksiyonların ürettiği nötrinoları arayacaktır. Kim bilir? Birisi de Nobel Ödülü alabilir.
Pingu
Fizikçilerin neden dev bilim deneyleri için yaptıkları kısaltmaları seçtiklerinden tam olarak emin değilim. Bu durumda Pingu, çeşitli yanlış maceralara sahip olan ve güney kıtasında önemli yaşam dersleri öğrenen Avrupa animasyonlu bir penguenin adıdır. Ayrıca "Precision IceCube Yeni Nesil Yükseltmesi" (PINGU) anlamına gelir.
Bu kısaltmanın IceCube kısmı, dünyadaki en büyük, en kötü nötrino deneyini ifade eder. Güney Kutbu'na dayanan deney, Super ve Hyper-K'nin Japonya'da yaptığı şeyi yapmak için bu buzun kristal netliğini kullanacak kutup buz tabakasının derinliklerine batmış dedektör dizilerinden oluşur: Cherenkov radyasyonunu tespit edin buzdan zıplayan nötrinolar tarafından üretilir. Deney sadece birkaç yıl önce başlamıştı, ancak bunu yürüten bilim adamları bir yükseltme için kaşınıyorlar.
İşte nedeni. IceCube büyük olabilir, ancak bu her şeyde en iyisi olduğu anlamına gelmez. Kör bir nokta var: Muazzam büyüklüğü (kübik kilometrenin tamamı buz) nedeniyle, düşük enerjili nötrinoları görmekte zorlanıyor; sadece IceCube dedektörleri tarafından görülmesi için yeterli pop ve fısıltı yapmazlar.
PINGU'ya girin: IceCube'un merkezine yakın, Dünya'ya saldıran düşük enerjili nötrinoları yakalamak için tasarlanmış bir dizi ekstra dedektör girin.
(Umarım) çevrimiçi olduğunda, PINGU, dünyanın dört bir yanındaki bu hayalet gibi neredeyse hiçbir şeyi yakalamaya ve sırlarının kilidini açmaya çalışan alet ve dedektör ordusuna katılacak.
