Що таке частинки нейтрино і чому людство не може їх вивчити?

Чи знаєте ви, що найдорожчим речовиною насвітлі є антиматерія? Згідно з офіційними даними NASA, один міліграм позитронів цього рідкісного речовини коштує приблизно 25 мільйонів доларів! Разом з тим, отримати антиматерію в лабораторних умовах чи представляється можливим через те, що всі вжиті раніше спроби створити унікальне джерело енергії зазнали поразки. Чому? Здається, відповідь на це питання може ховатися в дуже поширених і при цьому загадкових частинках - нейтрино.

Нейтрино може стати ключем до отримання чистої антиматерії

Що таке антиматерія?

У фізиці антиматерія - це просто«Протилежність» матерії. Справа в тому, що частинки антиречовини завжди мають ту ж масу, що і їх аналоги, при цьому маючи дещо іншими "перевернутими" властивостями. Так, протони в речовині мають позитивний заряд, а антипротона-негативний. Антиматерія теоретично може бути створена в лабораторних умовах при зіткненні частинок високої енергії, проте ці події майже завжди створюють рівні частини як антиматерії, так і матерії, і, коли дві протилежні частки вступають в контакт один з одним, обидві руйнуються в потужної хвилі чистої енергії.

Читайте також: Фізики довели, що антиматерія є дзеркальною копією звичайної матерії

Що спантеличує фізиків, так це те, що майжевсе у Всесвіті, включаючи людей, складається з матерії, а не з рівних частин матерії і антиматерії. У пошуках ідей, які могли б пояснити, що утримує наш Всесвіт від створення окремих галактик, що складаються з антиматерії, дослідники виявили деякі докази того, що відповідь може ховатися в дуже поширених, але погано вивчених частинках, відомих людству як нейтрино.

Чи може нейтрино взаємодіяти в антиматерією?

Для того, щоб зуміти відповісти на питання проприроді антиматерії, команда дослідників на чолі з Крістофером Можер не так давно опублікувала результати першого набору експериментів, спрямованих на вивчення властивостей нейтрино. Так, згідно з планами вчених, вже в самий найближчий час людиною може бути проведено особливий глибоководний нейтринний експерименту (DUNE), який представляє з себе створення експериментальної установки для досліджень нейтринної науки і фізики частинок.

Для того, щоб зрозуміти природу взаємодії нейтрино і антиматерії, вчені планують створити унікальний підземний інструмент під назвою DUNE

В даний час всім відомі колайдеричастинок, такі як Великий адронний коллайдер в ЦЕРНі, проводять експерименти на кварках - частинках, які "конструюють" протони і нейтрони атомного ядра. Завдяки проведеним експериментам, були знайдені певні докази того, що матерія й антиматерія дійсно симетричні. Разом з тим, експерименти на лептони - легких, слабовзаємодіючих з матерією частинках, натякають на те, що ці частинки могли б більш повно пояснити універсальну асиметрію стандартного речовини і антиматерії.

Проблема з вивченням нейтрино полягає в тому,що подібні дрібні частки вкрай рідко взаємодіють з іншими частинками. Виявлення цих рідкісних взаємодій означає, що дослідникам необхідно вивчати велику кількість нейтрино протягом тривалих періодів часу. Крім того, постійний потік мюонів, що утворюються в результаті взаємодії космічних променів у верхніх шарах атмосфери, може утруднити виявлення і без того нечастих взаємодій.

Це цікаво: Як працюють детектори нейтрино?

Дослідники вважають, що для того, щоб вирішититаку проблему, яка ставить під загрозу дослідження частинок нейтрино, нам необхідно спуститися приблизно на півтора кілометра вглиб Землі, побудувавши кілька 10-тонних детекторів і заповнивши їх зсередини рідким аргоном. Відразу після цього, вченими пропонується запустити в сторону установки пучок нейтрино, який повинен бути попередньо зроблений в прилеглому прискорювачі часток. За словами авторів програми DUNE, дана установка буде розміщена до 2022 року в підземному дослідницькому центрі Сенфорд недалеко від Чикаго, і, можливо, саме вона зможе допомогти в дослідженні властивостей взаємодії нейтрино і антиматерії.

Якщо вам подобається ця стаття, запрошую вас приєднатися до нашого офіційного Telegram-чату, де ви зможете обговорити з однодумцями останні новини зі світу популярної науки і техніки.

Незважаючи на те, що дослідження частинок нейтриноможе зайняти не один десяток років, автори вважають, що проект DUNE може не просто відповісти на багато що здаються нерозв'язними питання з області астрофізики, математики та фізики частинок, але і навіть цілком може містити в собі ключ до розуміння того, як і чому ми з вами змогли з'явитися в нашому Всесвіті. А ось це вже захоплює.

Related articles