Vidste du, at verdens dyreste stof er antimateriale? I henhold til officielle NASA-tal er et milligram positroner af dette sjældne stof værd cirka $ 25 millioner! På samme tid er det næppe muligt at få antimaterie under laboratorieforhold på grund af det faktum, at alle tidligere forsøg på at skabe en unik energikilde er mislykkedes. Hvorfor? Det ser ud til, at svaret på dette spørgsmål kan være skjult i meget almindelige og på samme tid mystiske partikler - neutrinoer.
Hvad er antimateriale?
I fysik er antimaterie simpelthen det modsatte af materien. Pointen er, at antimaterielle partikler altid har den samme masse som deres modparter, mens de besidder noget forskellige "inverterede" egenskaber. Så protoner i stof har en positiv ladning, og antiprotoner har en negativ ladning. Antimateriale kan teoretisk skabes i laboratoriet ved at kollidere partikler med høj energi, men disse begivenheder skaber næsten altid lige store dele af både antimaterie og stof, og når to modsatte partikler kommer i kontakt med hinanden, ødelægges begge i en kraftig bølge af ren energi.
Det, der pusler fysikere, er, at næsten alt i universet, inklusive mennesker, er lavet af stof, snarere end lige dele af stof og antimaterie. På udkig efter ideer, der muligvis kan forklare, hvad der forhindrer vores univers i at skabe separate galakser lavet af antimaterie, har forskere fundet noget bevis for, at svaret kan gemme sig i meget almindelige, men dårligt forståede partikler, der er kendt for mennesker som neutrinoer.
Kan neutrinoer interagere i antimateriale?
For at kunne besvare spørgsmål om antimateriets beskaffenhed offentliggjorde et forskerhold ledet af Christopher Moher for nylig resultaterne af det første sæt eksperimenter, der havde til formål at studere egenskaber ved neutrinoer. Så ifølge forskernes planer kan en særlig dybhavsneutrino-eksperiment (DUNE) i den nærmeste fremtid udføres af en person, som er oprettelsen af en eksperimentel installation til forskning i neutrinovidenskab og partikelfysik.
Salgsfremmende video:
For at forstå arten af interaktionen mellem neutrinoer og antimaterie planlægger forskere at skabe et unikt underjordisk instrument kaldet DUNE.
For at kunne besvare spørgsmål om antimateriets beskaffenhed offentliggjorde et forskerhold ledet af Christopher Moher for nylig resultaterne af det første sæt eksperimenter, der havde til formål at studere egenskaber ved neutrinoer. Så ifølge forskernes planer kan en særlig dybhavsneutrino-eksperiment (DUNE) i den nærmeste fremtid udføres af en person, som er oprettelsen af en eksperimentel installation til forskning i neutrinovidenskab og partikelfysik.
I øjeblikket udfører velkendte partikelcollidere, såsom Large Hadron Collider ved CERN, eksperimenter på kvarker - partikler, der "konstruerer" protonerne og neutronerne i atomkernen. Gennem disse eksperimenter er der fundet nogle beviser for, at stof og antimaterie faktisk er symmetrisk. På samme tid antyder eksperimenter på leptoner - lette, svagt interagerende med stofpartikler, at disse partikler mere fuldstændigt kunne forklare den universelle asymmetri af standardstof og antimaterie.
Problemet med undersøgelse af neutrinoer er, at disse små partikler sjældent interagerer med andre partikler. At finde disse sjældne interaktioner betyder, at forskere er nødt til at studere et stort antal neutrinoer over lang tid. Derudover kan den konstante flux af muoner produceret ved kosmiske stråleinteraktioner i den øvre atmosfære gøre det vanskeligt at påvise allerede sjældne interaktioner.
Forskerne mener, at for at løse et sådant problem, der truer studiet af neutrinopartikler, er vi nødt til at stige ca. halvanden kilometer ned i Jorden, bygge flere 10-ton detektorer og fylde dem indefra med flydende argon. Umiddelbart derefter foreslås videnskabsmænd at starte en neutrino-stråle i retning af installationen, som tidligere skal laves i en nærliggende partikelaccelerator. Ifølge forfatterne af DUNE-programmet vil denne installation være placeret i 2022 ved Sanford-undergrundsundersøgelsescentret nær Chicago, og muligvis vil den være i stand til at hjælpe med at studere egenskaberne ved interaktion mellem neutrinoer og antimaterie.
På trods af det faktum, at undersøgelsen af neutrinopartikler kan tage mere end et dusin år, mener forfatterne, at DUNE-projektet muligvis ikke kun besvarer mange tilsyneladende uopløselige spørgsmål fra området astrofysik, matematik og partikelfysik, men det kan endda indeholde en nøgle til forståelse af hvordan og hvorfor du og jeg var i stand til at vises i vores univers. Men dette er allerede spændende.
Daria Eletskaya