Trei experimente impresionante care au fost create pentru a captura şi a studia unele dintre cele mai mici particule: neutrino

Fizicianul Wolfgang Pauli a teoretizat existenţa unor particule cu o masă extrem de mică în cadrul unor reacţii nucleare. El a denumit aceste particule teoretice în acel moment neutrino (sau neutrini). Un cuvânt din limba italiană care în traducere aproximativă înseamnă „micuţul neutru”.

De-a lungul deceniilor, oamenii de ştiinţă au putut să îi dovedească existenţa, dar natura acestei particule infime a rămas necunoscută. Mai exact, cercetătorii ştiu că această particulă cu siguranţă are masă, dar nu au reuşit încă să o stabilească cu exactitate.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Ceea ce îi face speciali pentru oamenii de ştiinţă reprezintă motivul pentru care ei sunt aproape imposibil de studiat. Astfel, mărimea neutrinilor implică folosirea unor instalaţii experimentale specializate. Reporterii de la Live Science au realizat o listă cu privire la trei astfel de instalaţii experimentale gigantice care au fost construite şi sunt pe cale să fie folosite pentru a afla mai multe despre aceste particule.

1. DUNE

Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) are două locaţii, prima este în Fermilab, în statul american Illionois, şi adăposteşte o „armă” care va accelera protonii la viteze apropiate de cea a luminii, pentru a se lovi de multiple obstacole pentru a produce neutrino.

Cea de a doua porţiune a acestei instalaţii se află la 1.300 de kilometri, în Dakota de Sud, la Unitatea de Cercetare Subterană Sanford. Acest laborator este amplasat în subteran la 1,6 kilometri pentru a intercepta neutrinii cu ajutorul unui bazin plin cu 40.000 de tone de argon lichid. Amplasarea bazinului la această adâncime a fost decisă din cauza faptului că aceste particule călătoresc doar în linie dreaptă.

2. Hyper-Kamiokande

Această instslaţie este plasată în apropierea localităţii Hida din Japonia. Această instalaţie a adus împreună cele două componente ale unui detector de neutrino. Astfel, în acest laborator se află cu rezervor gigantic plin cu apă distilată înconjurat de către o serie de tuburi fotomultiplicatoare care amplifică semnalele slabe emise de neutrini.

Din când în când, un neutrino se loveşte de o moleculă de apă, făcând ca un electron sau un pozitron să fie dislocat cu o viteză mai mare decât cea a luminii în apă. Ciocnirea cauzează producerea efectului Cerenkov, radiaţia electromagnetică emisă atunci când o particulă încărcată electric traversează un corp izolat electric care poate fi polarizat de un câmp electric. Prin analizarea luminii astfel produse se pot studia particulele neutrinilor care au traversat apa.

3. PINGU

Pingu este acronimul pentru „Precision IceCube Next Generation Upgrade”, o instalaţie de cercetare care foloseşte o serie de instrumente de detectare a neutrino îngropate în calota glaciară de la Polul Sud pentru a obţine acelaşi efect precum instalaţia din Japonia. Mai exact, PINGU foloseşte efectul Cernkov pentru a detecta şi studia neutrinii.

Această instalaţie este în uz de câţiva ani, dar oamenii de ştiinţă care o administrează au decis că este cazul pentru o serie de îmbunătăţiri.

Citeşte şi: