Ste vedeli, da je najdražja snov na svetu antimaterija? Po uradnih podatkih Nase je milijon positronov te redke snovi vreden približno 25 milijonov dolarjev! Hkrati v laboratorijskih pogojih skoraj ni mogoče dobiti antimaterije, ker vsi prejšnji poskusi ustvarjanja edinstvenega vira energije niso uspeli. Zakaj? Zdi se, da se odgovor na to vprašanje lahko skriva v zelo pogostih in hkrati skrivnostnih delcih - nevtrinih.
Kaj je antimaterija?
V fiziki je antimaterija preprosto »nasprotje« materije. Bistvo je, da imajo delci antimaterije vedno enako maso kot njihovi kolegi, medtem ko imajo nekoliko drugačne "obrnjene" lastnosti. Torej, protoni v materiji imajo pozitiven naboj, antiprotoni pa negativni naboj. Antimaterija bi teoretično lahko nastala v laboratorijskih razmerah, ko se trčijo visokoenergijski delci, vendar ti dogodki skoraj vedno ustvarijo enake dele tako antimaterije kot snovi, in ko prideta v stik dva nasprotna delca, se oba zrušita v močnem valu čiste energije.
Kar uganke fizikov je, da je skoraj vse v vesolju, tudi ljudje, sestavljeno iz materije, ne pa iz enakih delov materije in antimaterije. V iskanju idej, ki bi lahko razložile, kaj preprečuje naše vesolje, da ne bi ustvarile ločenih galaksij iz antimaterije, so raziskovalci našli nekaj dokazov, da se odgovor morda skriva v zelo pogostih, a slabo razumljenih delcih, ki jih človeštvo pozna kot nevtrini.
Ali lahko nevtrini delujejo v antimateriji?
Da bi lahko odgovorili na vprašanja o naravi antimaterije, je skupina raziskovalcev pod vodstvom Christopherja Moherja nedavno objavila rezultate prvega niza eksperimentov, namenjenih preučevanju lastnosti nevtrinov. Torej, po načrtih znanstvenikov, lahko človek že v bližnji prihodnosti izvede poseben eksperiment z globokomorskimi nevtrini (DUNE), ki je ustvarjanje eksperimentalne sestave za raziskovanje nevtrinske znanosti in fizike delcev.
Promocijski video:
Da bi razumeli naravo interakcije nevtrinov in antimaterij, znanstveniki načrtujejo izdelavo edinstvenega podzemnega instrumenta, imenovanega DUNE.
Da bi lahko odgovorili na vprašanja o naravi antimaterije, je skupina raziskovalcev pod vodstvom Christopherja Moherja nedavno objavila rezultate prvega niza eksperimentov, namenjenih preučevanju lastnosti nevtrinov. Torej, po načrtih znanstvenikov, lahko človek že v bližnji prihodnosti izvede poseben eksperiment z globokomorskimi nevtrini (DUNE), ki je ustvarjanje eksperimentalne sestave za raziskovanje nevtrinske znanosti in fizike delcev.
Trenutno dobro znani trkalci delcev, kot je veliki hadronski trkalnik v CERN-u, izvajajo poskuse na kvarkih - delce, ki »tvorijo« protone in nevtrone atomskega jedra. S temi poskusi so bili najdeni nekateri dokazi, da sta materija in antimaterija res simetrična. Hkrati poskusi na leptonih - lahki, šibko vzajemni z delci materije, namigujejo, da bi ti delci lahko bolj v celoti razložili univerzalno asimetrijo standardne snovi in antimaterije.
Težava preučevanja nevtrinov je, da ti drobni delci redko posegajo po drugih delcih. Najdba teh redkih interakcij pomeni, da morajo raziskovalci proučevati veliko število nevtrinov v daljšem časovnem obdobju. Poleg tega lahko stalen pretok mun med kozmičnimi žarki v zgornji atmosferi oteži zaznavanje že redkih interakcij.
Raziskovalci verjamejo, da se moramo za rešitev takšnega problema, ki ogroža preučevanje nevtrinskih delcev, spustiti približno kilometer in pol na Zemljo, zgraditi več 10-tonskih detektorjev in jih od znotraj napolniti s tekočim argonom. Takoj za tem znanstvenikom predlagajo, da v smeri namestitve sprožijo nevtrino snop, ki ga je treba predhodno izdelati v bližnjem pospeševalniku delcev. Kot navajajo avtorji programa DUNE, bo ta instalacija nameščena do leta 2022 v podzemnem raziskovalnem centru Sanford v bližini Chicaga, po možnosti pa bo lahko pomagala pri preučevanju lastnosti interakcije nevtrinov in antimaterije.
Kljub temu, da lahko raziskava nevtrino delcev traja več kot ducat let, avtorji verjamejo, da projekt DUNE morda ne bo le odgovoril na številna na videz nerešljiva vprašanja s področja astrofizike, matematike in fizike delcev, ampak lahko celo vsebuje ključ do razumevanja kako in zakaj sva se z nama lahko pojavila v našem vesolju. A to je že navdušujoče.
Daria Eletskaya