Неутрини су неки од најзаступљенијих, знатижељних и неухватљивих особа у физици честица. Неки од њих су још од Великог праска и, баш као што сте прочитали, трилијуни су их прошли кроз ваше тело (а још више их је на путу). Али упркос њиховој свеприсутности, неутринове је очигледно тешко проучити управо зато што игноришу прилично све што је направљено од било чега другог. Тако да није чудно што вагање неутрина није тако једноставно као љубазно замолити некога да закорачи на вагу.
Срећом, физичари честица су живахна група, укључујући и оне у америчком Министарству енергетике Фермилаб, и они не одустају од свог најновијег неутриног сафарија: НуМИ Офф-Акис Елецтрон Неутрино изглед експеримента, или НОвА. (Научници представљају неутрине са грчким словом ну, илив.) То је лов на малу дивљач да би ухватио неутрине у лету, а користи врло велику опрему за обављање посла. И већ су заробили своје прве неутрине - чак и пре него што је њихово постављање потпуно завршено.
Створено разбијањем протона против графитних мета у Фермилабовом објекту тик уз Чикаго у држави Илиноис, добијени неутринови се сакупљају и испаљују у снопу 500 миља северозападно од детектора далеког НОвА у ријеци Асх, Миннесота, који се налази дуж канадске границе. Прве греде су испаљене у септембру 2013. године, док је постројење реке Асх још увек било у изградњи.
„Да су први неутрини детектирани још пре него што је инсталација далековода НОвА довршена, права је почаст свима који су укључени“, рекао је физичар Универзитета у Минесоти Марвин Марсхак, директор лабораторија Асх Ривер. "Овај рани резултат сугерише да ће НОвА сарадња дати важан допринос нашем познавању ових честица у не тако далекој будућности."
Зраке са Фермилаба испаљују се у интервалима од две секунде, а свака шаље милијарде неутрина директно ка детекторима. Детектор у близини у Фермилабу потврђује почетни "окус" неутрина у снопу, а много већи даљински детектор тада утврђује да ли су се неутрини променили током свог три милисекунде подземног међудржавног путовања.
Опет, зато што неутрини не делују лако са обичним честицама, зраке лако могу да се крећу кроз земљу између објеката - и поред закривљености Земље. У ствари, греда која почиње 45 метара испод земље у близини Чикага на крају пређе преко 6 миља дубоко током пута.
Према саопштењу из Фермилаба, неутрини „долазе у три врсте, зване ароме (електрон, муон или тау), и мењају се међу њима док путују. Два детектора НОвА експеримента су постављена толико далеко да неутрини дају време да осцилирају од једног окуса ка другом, док путују скоро брзином светлости. Иако је само делић већег детектора експеримента, названог далеки детектор, у потпуности изграђен, напуњен сцинтилатором и ожичен електроником у овом тренутку, експеримент га је већ користио за снимање сигнала из својих првих неутрина. "
Блокови детектора висине 50 стопа (15 м) напуњени су течним сцинтилатором који је направљен од 95% минералног уља и 5% течног угљоводоника званог псеудокумен, који је токсичан, али "неопходан за процес откривања неутрина." Смеша повећава сваку светлост која њу погоди, омогућавајући неутринске ударце да се лакше открију и мере. (Извор)
„НОвА представља нову генерацију експеримената са неутринама“, рекао је директор Фермилаб Најџел Локјер. „Поносни смо што смо постигли ову важну прекретницу на путу да сазнамо више о овим основним честицама.“
Након завршетка овог лета детектори близу и удаљености НОвА тежиће 300 и 14.000 тона, респективно.
Циљ експеримента НОвА је успешно хватање и мерење маса различитих неутрино арома и такође утврдити да ли су неутрини сопствене античестице (могу бити исте, пошто им недостаје специфичан набој.) Упоређујући осцилације (тј. Укус промене) муонских неутрино-снопа насупрот муонских антинеутрино-снопова испаљених из Фермилаба, научници се надају да ће одредити њихову хијерархију маса - и на крају открити зашто Универзум тренутно садржи много више материје него антиматерије.
Прочитајте још: Неутрино откривање би могло помоћи да се слика потпуно нова слика универзума
Једном када експеримент буде у потпуности оперативан, научници очекују да ће ухватити драгоцених неколико неутрина сваки дан - око 5.000 укупно током шестогодишњег трчања. До тада, барем сада имају првих неколико књига.
„Видети неутрине у првим модулима детектора у Минесоти је главна прекретница. Сада можемо почети да се бавимо физиком. "
- Рицк Тесарек, физичар Фермилаб
Сазнајте више о развоју и изградњи НоВА експеримента у наставку:
(Видео кредит: Фермилаб)
Више о истраживачким циљевима НОвА сазнајте овде.
Извор: Изјава за штампу Фермилаба
Сарадњу НОвА чини 208 научника из 38 институција у Сједињеним Државама, Бразилу, Чешкој, Грчкој, Индији, Русији и Великој Британији. Експеримент добија средства од америчког Министарства енергетике, Националне фондације за науку и других агенција за финансирање.
