A neutrínók a részecskefizikában a leggyakoribb, leginkább kíváncsi és legnehezebb kritikusok. Néhányan már a nagy robbanás óta körül vannak, és amint ezt elolvastaták, számuk billiók haladtak át a testeden (és még úton vannak úton.) De mindenütt jelenlévő képességük ellenére a neutrinókat közismerten nehéz nevezni pontosan azért, mert hagyja figyelmen kívül mindent, ami bármi másból készült. Tehát nem meglepő, hogy a neutrínó mérése nem olyan egyszerű, mint az udvarias kérés, hogy lépjen fel a skálán.
Szerencsére a részecskefizikusok kitartó sokat jelentenek, ideértve az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Fermilabját is, és nem feladják legújabb neutrino-szafarikat: a NuMI Off-Axis elektronneutrino megjelenési kísérletet vagy NOvA-t. (A tudósok a neutrinókat a görög nu betűvel vagyv.) Nagyon kicsi vadászat egy neutrínó elkapása menet közben, és néhány nagyon nagy felszerelést használ a munka elvégzéséhez. És már elfoglalták első neutrínóit - még mielőtt a telepítés teljesen befejeződött.
Az illinoisi Chicagói partján, közvetlenül a Fermilab létesítményében található grafit célpontok elleni protonok megsemmisítésével létrejövő neutrinókat összegyűjtötték és a kanadai határ mentén, a Minnesota állambeli Ash Riverben, a NOvA távoli detektorához 500 mérföldnyire északnyugatra lőtték ki. Az első gerendákat 2013. szeptemberben lőtték ki, miközben az Ash River létesítmény még építés alatt volt.
„Az, hogy az első neutrinókat még a NOvA távoli detektor telepítésének befejezése előtt kimutatták, valódi tisztelgés minden résztvevő számára” - mondta Marvin Marshak, a Minnesota Egyetem fizikusa, az Ash River laboratóriumi igazgatója. "Ez a korai eredmény azt sugallja, hogy a NOvA együttműködés jelentősen hozzájárul majd ezen részecskék ismeretéhez a nem olyan távoli jövőben."
A Fermilab gerendáit két másodperces időközönként villanják, mindegyik milliárd neutrintont küldve közvetlenül a detektorok felé. A Fermilab közelében lévő detektor megerősíti a sugárban levő neutrinók kezdeti „ízét”, és a sokkal nagyobb távoli detektor ezután meghatározza, hogy a neutrínók megváltoztak-e három milliszekundumnyi földalatti földközi út során.
Mivel ismét a neutrinók nem lépnek kölcsönhatásba a normál részecskékkel, a gerendák a Föld görbülése ellenére könnyen átjuthatnak egyenesen a földön a létesítmények között. Valójában a gerendája, amely Chicago lábánál a föld mélységében 150 méterre (45 méter) indul, végül 10 km-en mélyen halad át útja során.
A Fermilab sajtóközleménye szerint a neutrinók „háromféle típusúak, úgynevezett ízek (elektron, muon vagy tau), és egymás között mozognak, miközben utaznak. A NOvA kísérlet két detektorát olyan messze helyezkednek el egymástól, hogy a neutrínóknak idejük legyen oszcillálni az egyik ízről a másikra, miközben szinte a fénysebességgel haladnak. Annak ellenére, hogy a kísérlet nagyobb detektorának csak egy töredéke, az úgynevezett távoli detektor, teljesen fel van építve, tele van szcintillátorral és elektronikával van huzalozva, a kísérlet már felhasználta az első neutrínókból származó jelek rögzítésére. "
Az 50 láb (15 m) magas érzékelő blokkokat egy 95% ásványolajból és 5% folyékony szénhidrogénből, úgynevezett pszeudokumene-ből készített folyadék szcintillátorral töltik meg, amely mérgező, de „elengedhetetlen a neutrino-detektálási folyamathoz”. A keverék nagyítja az összes olyan fényt, amely eltalálja, így könnyebben észlelhető és mérhető a neutrinorúgás. (Forrás)
"A NOvA a neutrino kísérletek új generációját képviseli" - mondta Nigel Lockyer, a Fermilab igazgatója. "Büszkék vagyunk arra, hogy elérjük ezt a fontos mérföldkövet, amikor megismerjük ezeket az alapvető részecskéket."
Ezen a nyáron a befejezés után a NOvA közel-és távoli érzékelői súlya 300, illetve 14 000 tonna lesz.
A NOvA kísérlet célja az, hogy a rezgések (azaz aromák) összehasonlításával sikeresen felmérjük és megmérjük a különféle neutrinó aromák tömegeit, és meghatározzuk, hogy a neutrinók a saját antitest-részecskék (lehetnek-e ugyanazok, mivel nincs specifikus töltésük.) a változók) a muonneutrinó sugarak és a Fermilabból kilőtt muon antineutrino sugarak ellen, a tudósok remélik, hogy meghatározzák tömeghierarchiájukat - és végül felfedezik, hogy az univerzum miért tartalmaz sokkal több anyagot, mint az antianyag.
Bővebben: A neutrinodetektálás segíthet egy teljesen új képet festeni az univerzumban
Amint a kísérlet teljes mértékben működőképes, a tudósok arra számítanak, hogy napi néhány értékes neutrínót fognak elérni - összesen körülbelül 5000 a hatéves időtartama alatt. Addig, legalább most már az első néhány könyvük van.
„A Minnesotában a detektor első moduljaiban a neutrínók megjelenése jelentős mérföldkő. Most már elkezdhetjük a fizikát. ”
- Rick Tesarek, a Fermilab fizikus
További információ a NoVA kísérlet fejlesztéséről és felépítéséről az alábbiakban:
(Videó jóváírás: Fermilab)
Tudjon meg többet a NOvA kutatási célokról itt.
Forrás: Fermilab sajtóközlemény
Az NOvA együttműködés az Egyesült Államok, Brazília, a Cseh Köztársaság, Görögország, India, Oroszország és az Egyesült Királyság 38 intézményének 208 tudósából áll. A kísérlet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumától, a Nemzeti Tudományos Alapítványtól és más finanszírozó ügynökségektől kap támogatást.
