Νέος ανιχνευτής νετρίνων στην Κίνα θέλει να εντοπίσει μυστηριώδη σωματίδια (Εικόνες)

07:01 23/12/2024 - Πηγή: Huffington Post Greece

Ο ανιχνευτής 300 εκατομμυρίων δολαρίων στο Υπόγειο Παρατηρητήριο Νετρίνων Jiangmen που βρίσκεται 700 μέτρα υπόγεια στο Kaiping στην επαρχία Γκουανγκντόνγκ της νότιας Κίνας την Παρασκευή, 11 Οκτωβρίου 2024. (AP Photo/Ng Han Guan)

Κάτω από έναν γρανιτένιο λόφο στη νότια Κίνα, βρίσκεται ένας σχεδόν ολοκληρωμένος τεράστιος ανιχνευτής που θα εντοπίσει τα μυστηριώδη «σωματίδια-φαντάσματα» που μας περιβάλλουν.

Το Υπόγειο Παρατηρητήριο Νετρίνων Jiangmen (JUNO) σύντομα θα ξεκινήσει την απαιτητική εργασία της ανίχνευσης νετρίνων, δηλαδή μικροσκοπικών κοσμικών σωματιδίων με ασύλληπτα

μικρή μάζα.

Ο ανιχνευτής είναι ένας από τους τρεις που κατασκευάζονται παγκοσμίως για να μελετήσουν αυτά τα αόρατα σωματίδια με περισσότερη λεπτομέρεια από ποτέ. Οι άλλοι δύο, που βρίσκονται στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ιαπωνία, είναι ακόμα υπό κατασκευή.

Η παρατήρηση των νετρίνων δεν είναι εύκολο κατόρθωμα στην προσπάθεια κατανόησης του πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν. Η κινεζική προσπάθεια, που αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία τον επόμενο χρόνο, θα ωθήσει την τεχνολογία στα όριά της, δήλωσε ο Αντρέ ντε Γκουβέα, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο Northwestern, ο οποίος δεν εμπλέκεται στο έργο.

«Αν το καταφέρουν», είπε, «θα είναι εκπληκτικό».

Τι είναι τα νετρίνα;

Η ύπαρξη των νετρίνων χρονολογείται από το Big Bang, και τρισεκατομμύρια από αυτά διαπερνούν το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο. Εκπέμπονται από άστρα όπως ο ήλιος και δημιουργούνται όταν συγκρούονται ατομικά σωματίδια σε επιταχυντές σωματιδίων.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν την ύπαρξη των νετρίνων εδώ και σχεδόν έναν αιώνα, αλλά βρίσκονται ακόμα στα αρχικά στάδια κατανόησης της φύσης τους.

«Είναι το λιγότερο κατανοητό σωματίδιο στον κόσμο μας», δήλωσε ο Τσάο Τζουν, ο οποίος βοηθά στη διαχείριση του ανιχνευτή JUNO. «Γι’ αυτό πρέπει να το μελετήσουμε».

Δεν υπάρχει τρόπος να παρατηρηθούν τα μικροσκοπικά νετρίνα μόνα τους. Αντίθετα, οι επιστήμονες μετρούν τι συμβαίνει όταν συγκρούονται με άλλα σωματίδια, δημιουργώντας λάμψεις φωτός ή φορτισμένα σωματίδια.

Τα νετρίνα συγκρούονται με άλλα σωματίδια εξαιρετικά σπάνια, γι’ αυτό οι φυσικοί χρειάζονται μεγάλους ανιχνευτές για να αυξήσουν τις πιθανότητες καταγραφής μιας σύγκρουσης.

Ένας μεγάλος ανιχνευτής για τη μέτρηση μικροσκοπικών σωματιδίων

Ο ανιχνευτής αξίας 300 εκατομμυρίων δολαρίων στην πόλη Κάιπινγκ της Κίνας χρειάστηκε πάνω από εννέα χρόνια για να κατασκευαστεί. Η τοποθεσία του, 700 μέτρα κάτω από τη γη, τον προστατεύει από ενοχλητικές κοσμικές ακτίνες και ακτινοβολία που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις δυνατότητες ανίχνευσης νετρίνων.

Πρόσφατα οι εργάτες μπήκαν στο τελικό στάδιο της κατασκευής. Σύντομα, θα γεμίσουν τον σφαιρικό ανιχνευτή με ένα υγρό που εκπέμπει φως όταν περνούν τα νετρίνα και θα τον βυθίσουν σε καθαρό νερό.

Ο ανιχνευτής θα μελετήσει αντινετρίνα - το αντίθετο των νετρίνων - που δημιουργούνται από συγκρούσεις σε δύο πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που βρίσκονται περίπου 50 χιλιόμετρα μακριά. Όταν τα αντινετρίνα έρθουν σε επαφή με σωματίδια στον ανιχνευτή, θα παράγουν λάμψεις φωτός.

Ο ανιχνευτής είναι ειδικά σχεδιασμένος για να απαντήσει σε ένα βασικό ερώτημα για ένα παλιό μυστήριο: Τα νετρίνα αλλάζουν μεταξύ τριών «γεύσεων» καθώς ταξιδεύουν στο διάστημα, και οι επιστήμονες θέλουν να τα κατατάξουν από το ελαφρύτερο στο βαρύτερο.

Κατανοώντας πώς σχηματίστηκε το σύμπαν

Παρόλο που τα νετρίνα δεν αλληλεπιδρούν τόσο με άλλα σωματίδια, υπάρχουν από την αυγή του χρόνου. Η μελέτη αυτών των λειψάνων του Big Bang μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς εξελίχθηκε και επεκτάθηκε το σύμπαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

«Είναι μέρος της συνολικής εικόνας», είπε η φυσικός Κέιτ Σκόλμπεργκ από το Πανεπιστήμιο Duke.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα νετρίνα ίσως έπαιξαν ρόλο στη δημιουργία των πρώτων κανόνων της ύλης.

Η απόδειξη, λένε οι επιστήμονες, μπορεί να βρίσκεται μέσα στα ίδια τα σωματίδια. Θα πρέπει να τα «συλλάβουν» για να ανακαλύψουν την αλήθεια.