Няколко хилядолетия след атомистите от Древна Гърция, ние все още не знаем дали съществуват неделими части от нашата реалност. Частици, които от своя страна не са съставени от други частици. Неутриното принадлежат към това семейство частици, които, доколкото ни е известно, са елементарни, те не са съставени от набор от по-основни елементи. Обикновено, за да изучаваме различните субатомни частици, които съставляват нашата реалност, трябва да прибегнем до големи ускорители като този в ЦЕРН, способни да доставят огромни енергии на частиците, за да разкрият най-фундаменталните им компоненти. Неутриното обаче са особено неуловими. Те изискват различни технологии и в някои случаи много по-големи от най-големия ускорител на частици в историята. Или поне засега, защото група учени току-що откриха нова техника за откриването им, която изисква само 3-килограмово устройство. Много по-малко от детектора IceCube, който използва воден стълб с радиус 1 км. и дълбочина 2,5 км.
Призрачни частици
Неутриното са наистина странни частици. Във вакуум те се движат почти със скоростта на светлината, а масата им е толкова малка, че могат да преминават през цели планети, без да взаимодействат с тях. Всъщност, за една секунда, през всеки квадратен сантиметър от кожата ни преминават 60 милиарда неутрино, без да оставят следа върху нас. Те са толкова леки, че гравитацията не може да ги огъне, така че предлагат много интересен потенциален източник на информация за астрономията, тъй като ако открием ъгъла, под който достигат до нас, можем лесно да заключим от кой регион на Вселената идват.
Неутриното нямат електрически заряд. Това означава, че те също не се влияят от преминаването през електрически или магнитни полета. Така че, за да ги открият, изследователите се обръщат към вероятностите. Ако поставим достатъчно материя на едно място и я наблюдаваме достатъчно дълго, някои от тези трилиони неутрино в крайна сметка ще взаимодействат достатъчно, за да се случи нещо странно. В този момент то излъчва синкава светлина, известна като Черенковско лъчение, и ако материята, с която е взаимодействало, е прозрачна, лъчението може да достигне до фотоелектрични детектори.
За да работят неутринните детектори използват големи водни басейни, които са плътни, евтини и прозрачни. Някои са сфери с диаметър 40 метра и 50 000 тона вода, докато други са много по-големи, използващи леда на Антарктика (като IceCube) или самото Средиземно море (като Antares).
Това, което група изследователи от Института Макс Планк току-що предложиха в статия, публикувана в Nature, може да бъде революционно. Те потвърдиха за първи път ефект, предсказан през 1974 г., според който неутрино могат леко да преместят атом, ако се сблъскат с него. Въпросният ефект е известен като „кохерентно еластично разсейване неутрино-ядро“ и е много по-сложен, отколкото изглежда. Изследването го потвърждава в ядрен реактор, един от основните изкуствени източници на антинеутрино, които познаваме. И за нашите цели тук, антинеутрино се държи като неутрино.
Въпросният детектор се нарича „CONUS+“ и е бил поставен само на 20,7 метра от активната зона на реактора в продължение на 119 дни. Всяка секунда през това време, всеки квадратен сантиметър от приемника е бил преминаван от 10 трилиона неутрино (160 пъти повече от тези, които преминават през кожата ни). Резултатът? С тегло от 3 килограма, CONUS+ е уловил 395 неутрино сигнала (106 нагоре, 106 надолу), стойност, която съответства на теоретичните прогнози. Ключът се крие в съдържанието на приемника.
CONUS+ съдържа полупроводници, изработени от химичния елемент германий, чиито ядра изглеждат особено чувствителни (в относително изражение) към кохерентно еластично разсейване на неутрино-ядро. Тези многообещаващи резултати обаче далеч не предлагат алтернатива на традиционните детектори. Те обаче ни показаха нов инструмент, с който да изграждаме бъдещи технологии.
Източник: La Razón
Коментари
:брой коментар