Astronomët propozojnë ndërtimin e një teleskopi neutrino
Neutrinot janë një nga grimcat më të pakapshme në kozmos, e dyta pas materies së errët misterioze. Ato prodhohen në sasi të konsiderueshme, marrin pjesë në forcën e dobët bërthamore dhe janë përgjegjës për shkrirjen bërthamore. Pra, sa herë që ndodh diçka bërthamore, përfshihen neutrinot. Për shembull, bërthama e diellit është një reaksion gjigant i shkrirjes bërthamore, kështu që natyrisht, ai prodhon mjaft neutrino. Nëse e mbani gishtin e madh lart drejt diellit, sipas studimeve të kaluara, rreth 60 miliardë neutrino do të kalojnë nëpër gishtin tuaj çdo sekondë.
Por neutrinot ndërveprojnë kaq rrallë me materien sa që pavarësisht triliona e triliona prej tyre që kalojnë nëpër trupin tuaj çdo sekondë, gjatë gjithë jetës suaj, numri i përgjithshëm i neutrinos që do të godasë trupin tuaj është rreth … një.
Neutrinot janë aq fantazmë dhe shkumëzues saqë, për dekada, fizikanët supozuan se këto grimca ishin plotësisht pa masë, duke udhëtuar nëpër univers me shpejtësinë e dritës. Por pasi malet e provave filluan të grumbulloheshin, shkencëtarët zbuluan se neutrinot kanë një masë të vogël.
Saktësisht sa masë është çështje e kërkimit shkencor aktiv. Ekzistojnë tre lloje të neutrinos: neutrinoja elektronike, neutrinoja muonike dhe neutrinoja tau. Secila prej këtyre “shijeve” merr pjesë në lloje të ndryshme të reaksioneve bërthamore, dhe zhgënjyesisht, të tre llojet e neutrinos kanë aftësinë e çuditshme për të ndryshuar nga një identitet në tjetrin ndërsa udhëtojnë. Pra, edhe nëse arrini të shihni një neutrino dhe të përcaktoni llojin e saj, ju dini vetëm një pjesë të asaj që dëshironi të dini.
Masa e neutrinos nuk ka asnjë shpjegim në Modelin Standard të fizikës së grimcave, teorinë tonë aktuale dhe më të mirë të ndërveprimeve themelore. Kështu që fizikanët do të donin vërtet të bënin dy gjëra: të masin masat e tre shijeve të neutrinos dhe të kuptojnë se nga vijnë ato masa. Kjo do të thotë se ata duhet të bëjnë shumë eksperimente.
Shumica e detektorëve të neutrinos janë mjaft të drejtpërdrejtë: ose konfiguroni një pajisje për të gjeneruar një numër qesharak të defektuesve në një laborator, ose ndërtoni një grup gjigant për të kapur disa që e kanë origjinën nga Toka.
Këto eksperimente kanë bërë shumë përparim dhe janë bërë më të mëdha me çdo brez. Eksperimenti Kamiokande në Japoni, për shembull, zbuloi në mënyrë të famshme neutrinot që vinin nga supernova 1987A. Por ata kishin nevojë për një vat me më shumë se 50,000 ton ujë për ta bërë këtë.
Vitet e fundit, Observatori i Neutrinove IceCube në Antarktidë ka ngritur nivelin e duhur. Ai observator përbëhet nga një kilometër kub i ngurtë (0.24 milje kub) akulli në Polin e Jugut, me dhjetëra fije marrësish të madhësisë së Kullës Eifel të zhytur një kilometër (0.6 milje) në sipërfaqe. Pas një dekade pune, IceCube ka zbuluar disa nga neutrinot më energjike ndonjëherë dhe ka bërë hapa tentativë drejt gjetjes së origjinës së tyre. (Udhëzim: Ai përfshin procese me të vërtetë të lartë të energjisë në univers, si blazaret.)
Pse të dy Kamiokande dhe IceCube përdorin kaq shumë ujë? Një pjesë e madhe e pothuajse çdo gjëje mund të shërbejë si një detektor neutrino, por uji i pastër është ideal. Kur një nga triliona neutrinot që kalojnë ndodh të godasë një molekulë të rastësishme uji, ajo lëshon një ndezje të shkurtër drite. Observatorët përmbajnë qindra fotoreceptorë dhe pastërtia e ujit i lejon ata detektorë të përcaktojnë me saktësi drejtimin, këndin dhe intensitetin e blicit. (Nëse uji kishte papastërti, atëherë do të ishte e vështirë të rindërtohej nga vinte ndezja brenda vëllimit.)
Nga atje, ata mund të rindërtojnë drejtimin origjinal të neutrinës në hyrje dhe të marrin një kontroll mbi energjinë e saj.