Home » Stiinta » Fizicienii au putut măsura pentru prima dată interacţiunea cu materia a uneia dintre cele mai enigmatice particule

Fizicienii au putut măsura pentru prima dată interacţiunea cu materia a uneia dintre cele mai enigmatice particule

Alexandru Voiculescu 06.09.2018
Fizicienii au putut măsura pentru prima dată interacţiunea cu materia a uneia dintre cele mai enigmatice particule
Prin analizarea unor date culese acum opt ani, savanţii de la Argonne National Laboratory şi de la Fermi National Accelerator Laboratory au ajuns la o realizare extrem de importantă în ceea ce priveşte neutrinii mono-energetici.

În 2002, cercetătorii au început Booster Neutrino Experiment, cunoscut şi ca MiniBooNE pentru a vedea cum neutrinii – particule fundamentale uşoare – interacţionează cu materia. Recent, savanţii au reexaminat datele de la un experiment realizat între 2009-2011, găsind primele dovezi directe ale existenţei neutrinilor mono-energetici sau neutrinii cu energie definită – suficient de energetici pentru a produce un muon, scrie Phys.

Neutrinii sunt extrem de uşori şi sunt influenţaţi doar de interacţiunea slabă, astfel că sunt foarte puţin reactivi. De fapt, pot călători ani lumină fără să interacţioneze cu materia. O consecinţă este că sunt foarte greu de detectat, dar din fericire sunt foarte uşor de creat în condiţii de laborator.

Din cauza „timidităţii” neutrinilor, savanţii trebuie să lucreze cu impulsuri care conţin un număr mare de particule. Aceste impulsuri sunt îndreptate către nucleul atomic dintr-un detector, în speranţa că neutrinii vor intra în coliziune cu materialul ţintă.

„O complicaţie a acestor impulsuri este că energiile neutrinilor variază mult şi sunt oarecum imprevizibile”, a precizat fizicianul Joe Grande de la Argonne, unul dintre savanţii care au ajutat la descoperirea neutrinilor mono-energetici. „Acest lucru face dificilă interpretarea datelor”.

Noua descoperire poate ajuta cercetătorii să rezolve problema. S-a ajuns la concluzia că neutrinii mono-energetici sunt eliberaţi de un impuls, iar fizicienii au decis să analizeze datele de la MiniBooNE pentru a vedea dacă acest tip de neutrini a fost detectat în cadrul experimentului. Datele arată mii de coliziuni neutrin – nucleu, unde neutrinii au pornit cu aceeaşi energie 236 MeV (mega-electronvolţi).

În timpul experimentului, particulele numite kaoni create într-un „absorbant” de protoni al altui experiment s-au descompus în particule numite muoni şi muon-neutrini. Aceştia din urmă au ajuns la detectorul MiniBooNE. Întrucât kaonii erau inactivi, nu erau folosiţi atunci când s-au descompus şi pentru că s-au descompus în doar două particule, neutrinii aveau aceeaşi cantitate de energie iniţială înainte să interacţioneze cu nucleii atomici din detectorul MiniBooNE. De asemenea, din fericire, descompunerea kaonilor este un proces cunoscut.

Descoperirile pot deschide calea către o nouă serie de experimente mai concludente

„Cu ajutorul acestei descoperiri, ne putem îmbunătăţi înţelegerea cu privire la modul în care neutrinii interacţionează cu materia şi putem organiza alte experimente care pot creşte această interacţiune cu scopul de a cerceta alte procese ale fizicii”, a adăugat Grange. Folosind degradarea kaonilor ca sursă pentru neutrinii experimentali, se poate elimina incertitudinea cu privire la variaţiile de energie ale acestor particule, făcând analizele mai simple şi posibil cu rezultate mai bune.

Mai mult decât atât, datele îi vor ajuta pe oamenii de ştiinţă să cunoască mai bine comportamentul nucleilor atomici atunci când sunt bombardaţi cu neutrini, putând ajuta la îmbunătăţirea modelelor de interacţiune.

Chiar şi mai mult, aspectul experimental al acestei descoperiri poate ajuta savanţii să caute neutrinii sterili, un tip care influenţează materia doar prin forţa gravitaţională şi nu prin interacţiunea slabă. Un experiment din anii ’90 de la Los Alamos National Laboratory a adunat date care erau incompatibile cu cele culese de un alt experiment similar realizat la CERN, iar discrepanţa poate fi explicată prin existenţa acestei particule-fantomă.

Chiar acesta a fost scopul original al experimentului MiniBooNE: de a confirma sau infirma existenţa neutrinilor sterili. Deşi experimentul poate sfârşi prin a nu ajunge la nicio concluzie în acest sens, noua descoperire din datele culese până acum poate ajuta pe viitor la detectarea existenţei sale.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Pentru prima dată, neutrinii, particule subatomice din care sunt compuse radiaţiile cosmice, au fost găsiţi pe Terra. ”Este începutul unui nou domeniu”

De ce au scufundat cercetătorii un telescop în cele mai adânci locuri din ocean

O particulă extrem de rară îşi poate schimba forma „ca un fel de Superman”, spune un om de ştiinţă

Cum ar arăta un univers constituit din antimaterie?

Cele mai noi articole
Cât durează cea mai lungă zi din Sistemul Solar? Venus are răspunsul
Cât durează cea mai lungă zi din Sistemul Solar? Venus are răspunsul
A fost avizat primul autotest antigen Covid-19, produs în România
A fost avizat primul autotest antigen Covid-19, produs în România
Pandora anunță că renunţă la diamantele naturale. Motivul pentru decizia companiei
Pandora anunță că renunţă la diamantele naturale. Motivul pentru decizia companiei
Viermii de făină galbeni uscați, aprobați ca aliment în UE
Viermii de făină galbeni uscați, aprobați ca aliment în UE
O femeie dispărută în 2020, găsită în viață într-un canion. A supraviețuit cu iarbă și apă
O femeie dispărută în 2020, găsită în viață într-un canion. A supraviețuit cu iarbă și apă
Oficialii de la Pentagon anunță timpul estimat de sosire a rachetei chineze pe Pământ. Unde s-ar putea prăbuși
Oficialii de la Pentagon anunță timpul estimat de sosire a rachetei chineze pe Pământ. Unde s-ar putea prăbuși
Marea ducesă Anastasia Romanov, fiica cea mai mică a ultimului împărat al Rusiei
Marea ducesă Anastasia Romanov, fiica cea mai mică a ultimului împărat al Rusiei
Autorităţile din Marea Britanie recomandă limitarea vaccinului AstraZeneca la persoanele peste 40 de ani
Autorităţile din Marea Britanie recomandă limitarea vaccinului AstraZeneca la persoanele peste 40 de ani
Astăzi se împlinesc 135 de ani de când lumea a făcut cunoştinţă cu băutura Coca-Cola
Astăzi se împlinesc 135 de ani de când lumea a făcut cunoştinţă cu băutura Coca-Cola
Guvernul din India a recunoscut că o variantă „dublu mutantă” a cauzat creșterea cazurilor de COVID-19
Guvernul din India a recunoscut că o variantă „dublu mutantă” a cauzat creșterea cazurilor de COVID-19
O femeie a născut nouă copii. Medicii au crezut inițial că va naște șapte
O femeie a născut nouă copii. Medicii au crezut inițial că va naște șapte
Colosul din bronz al lui Constantin a reprimit degetul pierdut
Colosul din bronz al lui Constantin a reprimit degetul pierdut
O navă spațială trimisă de NASA tocmai „a atins” învelișul exterior al Soarelui
O navă spațială trimisă de NASA tocmai „a atins” învelișul exterior al Soarelui
Suntem siguri că vrem să fim găsiți de extratereștri? Ce cred cercetătorii de la SETI
Suntem siguri că vrem să fim găsiți de extratereștri? Ce cred cercetătorii de la SETI
Zuckerberg și-a luat un nou teren pe o insulă din arhipelagul Hawaii
Zuckerberg și-a luat un nou teren pe o insulă din arhipelagul Hawaii
Telegram lansează apel video de grup. Ce o diferenţiază radical de WhatsApp
Telegram lansează apel video de grup. Ce o diferenţiază radical de WhatsApp
Un cârd de ciute, surprins într-o pădure din Parcul Național Semenic- Cheile Carașului
Un cârd de ciute, surprins într-o pădure din Parcul Național Semenic- Cheile Carașului
Un bebeluș abandonat într-un tufiș a fost salvat de un câine Husky
Un bebeluș abandonat într-un tufiș a fost salvat de un câine Husky