KAIPING, China (AP) – Sub un deal de granit din sudul Chinei, un detector masiv este aproape complet care va adulmeca particulele fantomă misterioase care pândesc în jurul nostru.
Observatorul subteran de neutrini Jiangmen va începe în curând sarcina dificilă de a repera neutrini: particule cosmice minuscule cu o masă uluitor de mică.
Detectorul este unul dintre cele trei care sunt construite pe glob pentru a studia aceste particule fantomă evazive în cele mai fine detalii de până acum. Celelalte două, cu sediul în Statele Unite și Japonia, sunt încă în construcție.
Știri de încredere și delicii zilnice, chiar în căsuța dvs. de e-mail
Vedeți singuri — The Yodel este sursa de destinație pentru știri zilnice, divertisment și povești de bine.
Spionarea neutrinilor nu este o faptă mică în încercarea de a înțelege cum a apărut universul. Efortul chinez, care va intra online anul viitor, va împinge tehnologia la noi limite, a spus Andre de Gouvea, un fizician teoretician la Universitatea Northwestern, care nu este implicat în proiect.
„Dacă reușesc asta”, a spus el, „ar fi uimitor”.
Ce sunt neutrinii?
Neutrinii datează de la Big Bang, iar trilioane de miliarde de oameni ne străbat corpurile în fiecare secundă. Ele vărsă din stele precum soarele și se scurg atunci când fragmentele atomice se ciocnesc într-un accelerator de particule.
Oamenii de știință știu despre existența neutrinilor de aproape un secol, dar sunt încă în stadiile incipiente de a afla ce sunt cu adevărat particulele.
„Este cea mai puțin înțeleasă particule din lumea noastră”, a spus Cao Jun, care ajută la gestionarea detectorului cunoscut sub numele de JUNO. „De aceea trebuie să-l studiem.”
Nu există nicio modalitate de a observa micii neutrini care zboară singuri. În schimb, oamenii de știință măsoară ce se întâmplă atunci când se ciocnesc cu alte bucăți de materie, producând fulgere de lumină sau particule încărcate.
Neutrinii se lovesc de alte particule doar foarte rar, așa că pentru a-și crește șansele de a se ciocni, fizicienii trebuie să gândească mare.
„Soluția pentru modul în care măsurăm acești neutrini este să construim detectoare foarte, foarte mari”, a spus de Gouvea.
Un detector mare pentru măsurarea particulelor mici
Detectorul de 300 de milioane de dolari din Kaiping, China, a durat peste nouă ani să fie construit. Locația sa, la 2.297 de picioare (700 de metri) sub pământ, protejează de razele cosmice și radiațiile obositoare care i-ar putea arunca abilitățile de adulmecare a neutrinilor.
Miercuri, muncitorii au început ultima etapă în construcție. În cele din urmă, vor umple detectorul în formă de glob cu un lichid conceput să emită lumină atunci când neutrinii trec și vor scufunda totul în apă purificată.
Va studia antineutrinii – opusul neutrinilor, care le permit oamenilor de știință să-și înțeleagă comportamentul – produși în urma coliziunilor în interiorul a două centrale nucleare situate la peste 31 de mile (50 de kilometri) distanță. Când antineutrinii intră în contact cu particulele din interiorul detectorului, vor produce un fulger de lumină.
Detectorul este special conceput pentru a răspunde la o întrebare cheie despre un mister de lungă durată. Neutrinii comută între trei arome în timp ce trec prin spațiu, iar oamenii de știință doresc să-i claseze de la cel mai ușor la cel mai greu.
Sentirea acestor schimbări subtile în particulele deja evazive va fi o provocare, a spus Kate Scholberg, fizician la Universitatea Duke, care nu este implicată în proiect.
„Este de fapt un lucru foarte îndrăzneț chiar și să mergi după el”, a spus ea.
Detectorul Chinei este programat să funcționeze în a doua jumătate a anului viitor. După aceea, va dura ceva timp pentru a colecta și analiza datele – așa că oamenii de știință vor trebui să aștepte în continuare pentru a descoperi pe deplin viețile secrete ale neutrinilor.
Două detectoare similare de neutrini – Hyper-Kamiokande din Japonia și Experimentul cu neutrini subteran adânci cu sediul în Statele Unite – sunt în construcție. Sunt gata să intre online în jurul anilor 2027 și 2031 și vor verifica încrucișați rezultatele detectorului din China folosind abordări diferite.
„În cele din urmă, avem o mai bună înțelegere a naturii fizicii”, a spus Wang Yifang, om de știință șef și manager de proiect al efortului chinez.
Înțelegerea modului în care s-a format universul
Deși neutrinii abia interacționează cu alte particule, aceștia există încă din zorii timpurilor. Studierea acestor relicve Big Bang poate da indicii oamenilor de știință despre modul în care a evoluat și s-a extins universul cu miliarde de ani în urmă.
„Ei fac parte din imaginea de ansamblu”, a spus Scholberg.
Una dintre întrebările pe care cercetătorii speră că neutrinii pot ajuta să răspundă este motivul pentru care universul este alcătuit în mare parte din materie, cu omologul său opus – numit antimaterie – în mare parte stins.
Oamenii de știință nu știu cum au ajuns lucrurile să fie atât de dezechilibrate, dar cred că neutrinii ar fi putut ajuta la scrierea celor mai vechi reguli ale materiei.
Dovada, spun oamenii de știință, ar putea sta în particule. Vor trebui să-i prindă ca să afle.
___
Producătorul video AP Olivia Zhang a contribuit la acest raport. Ramakrishnan a raportat de la New York.
___
Departamentul de Sănătate și Știință din Associated Press primește sprijin din partea Grupului Media Educațional și Știință al Institutului Medical Howard Hughes. AP este singurul responsabil pentru tot conținutul.
