iPon Hírek

Először észleltek atommaggal ütköző neutrínókat

Dátum | 2017. 08. 08.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Mivel a leptonok közé tartozó elemi részecskék a gravitáció mellett csak a gyenge kölcsönhatásban vesznek részt, rendkívül nehéz ezeket észlelni. Bár minden pillanatban neutrínók óriási tömege hullik át a Földön, ezek csak a legritkább esetben kerülnek interakcióba az anyaggal. Ennek megfelelően észlelésükhöz is óriási detektorokra van szükség, hogy legyen esély a kölcsönhatások megfigyelésére. A neutrínó alacsony tömegét és az anyaggal való interakciójának ritkaságát tekintetbe véve szinte lehetetlennek tűnik egyetlen ilyen részecske észlelése. Az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium kutatói azonban pontosan ezt tették meg: nemrég megjelent tanulmányukban arról számolnak be, hogy atommagokkal kölcsönhatásba kerülő neutrínókat detektáltak. A jelek szerint ugyanis a neutrínók időnként egyszerűen lepattannak az újukba kerülő atommagokról, lendületük egy kis részét átadva annak.
A „neutrínósétány”
A szakértők a Spallation Neutron Source nevű neutronforrás révén végezték el kísérleteiket, amely protonnyalábokkal bombáz egy tartálynyi higanyt. Az interakciók során többek közt rengeteg neutron is keletkezik, amelyeket aztán változatos célokra használnak a szakértők. A kölcsönhatások nyomán ugyanakkor neutrínók is felbukkannak, amelyek azonban általában elvesznek az ütközésekkel útjukra induló részecskék zuhatagában. Az említett labor munkatársai azonban kíváncsiak voltak arra, hogy van-e olyan része az épületnek, ahová nem jut olyan sok neutron, és ezért talán az említett neutrínók mégis észlelhetők lehetnek. Ezért neutrondetektorokat telepítettek a labor több pontjára is, és kiderült, hogy az alagsori folyosó, amelyet vastag beton és kavicsréteg választ el a higanytartálytól, alig kap neutronokat. A szakértők ezért egy nagyméretű víztartályt is telepítettek a folyosóra, amelyet csak „neutrínósétány” néven emlegetnek. A víztartály célja a folyosóra mégis bejutó kósza neutronok és a kozmikus sugarak blokkolása volt. Ezt követően felállítottak egy neutrínódetektort, majd elkezdték gyűjteni az adatokat. Míg a korábbi neutrínóészlelések mindegyike abból állt, hogy a részecskék beleütköztek valamilyen anyagba, majd abban a részecskék átalakulását váltották ki, jelen esetben a kutatók másfajta interakciókra voltak kíváncsiak. Azt a 43 éve elméleti szinten megjósolt interakciót akarták megfigyelni, amely során egy neutrínó beleütközik egy atommagba, majd annak egyik kvarkjának átad egy Z-bozont, aminek hatására az atommag egy fotont bocsát ki. Ezt a fajta kölcsönhatást korábban senkinek sem sikerült észlelni, de a korábban leírt elrendezésben több dolog is az átlagosnál valószínűbbé tette az esemény bekövetkeztét. Egyrészt a higanytartályból relatíve alacsony energiájú neutrínók távoztak. Másrészt a célpontnak használt anyag nagyméretű atommagokkal rendelkezett, hiszen a szakértők cézium-jodidot használtak detektorként. A 14,6 kilogrammos detektort és a fotonok észlelésére alkalmas fényérzékelőket az alagsori víztartály alatt helyezték el a kutatók, majd nagyjából egy évig gyűjtögették az adatokat. Az említett neutronforrás azért volt kiváló választás, mert egyúttal kontrollt is biztosított: mivel a protonnyalábok pulzusokban találták el a higanyt, a szakértők összehasonlíthatták, mi történtik a pulzusok között, és ezek beérkezése után közvetlenül. Az adatok elemzése során havonta nagyjából 9 (a kísérlet 15 hónapja alatt összesen 134) olyan eseményt érzékeltek, amely a protonok beérkezése után rögtön következett be, és pontosan úgy festett, ahogy egy neutrínó és egy atommag találkozását leírták a teoretikusok. Tehát 43 évvel a jelenség elméleti leírása után megszületett az első kísérleti bizonyíték arra, hogy a neutrínók atommagokkal is ütközhetnek. Az eredményekről beszámoló tanulmány szerzői a folytatás miatt is nagyon izgatottak. Új detektorokat szereltek fel az alagsorban, hogy még pontosabban követhessék a neutrínók útját, és igyekeznek egy még jobb forrást is kikísérletezni. Véleményük szerint saját detektoruk finomításával idővel hordozható méretű neutrínóérzékelők lehetnek létrehozhatók, ami kétségkívül forradalmasítaná a jelenleg meglehetősen nehézkes, költséges és rendkívül helyigényes neutrínóészlelést.
A detektor
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

5. katt777
2017.08.08. 18:25
Sajnos egyelőre itt is kérdéses marad, hogy valóban azt érzékelték, amit érzékelni véltek, vagy azért vélték azt érzékelni, mert ez volt a prekoncepció.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Chavalier katt7...
2017.08.08. 19:35
Üdv a tudományban
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. katt777 Chava...
2017.08.08. 20:23
Pár évtizede követem, köszi. És nem csak a lenézett tömegeknek szánt bugyuta marketinget, amelyből kilúgozzák az érdemi tartalmat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Szefmester katt7...
2017.08.08. 22:25
Csak egy kósza kérdés. A föld formájáról mi a véleményed?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. BiroAndras katt7...
2017.08.09. 14:41
A protonnyalábok és az észlelések korrelációja pontosan arra utal, hogy tényleg az történik, amit gondolnak. De nyílván a bizonyossághoz további kísérletek kellenek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!