Forskere kalder dette "spøgelsespartikel." Det har næsten ingen masse, udvikler en hastighed tæt på lysets hastighed og har gemt sig fra forskere over hele verden i tre årtier i træk. Vi taler om neutrinoer, som fysikere nu slår over i laboratorier fra Pakistan til Schweiz. Neutrinoer dannes, når radioaktive elementer forfalder. De er i solen, andre stjerner og endda i vores egne kroppe. En neutrino passerer uden problemer med en enorm mængde stof. Så hvordan studerer forskere denne undvigende partikel?
GERDA
Dette sofistikerede apparat, GERmanium Detector Array (GERDA), hjælper forskere med at forstå, hvorfor vi overhovedet eksisterer. GERDA søger efter neutrinoer ved at overvåge elektrisk aktivitet inde i rene germaniumkrystaller isoleret dybt under et bjerg i Italien. Forskere, der arbejder med GERDA, håber at finde en meget sjælden type radioaktiv forfald. Da Big Bang gød vores univers (for 13,7 milliarder år siden), skulle en lige så meget stof og antimaterie have dannet sig. Og når materie og antimateriale kolliderer, ødelægger de hinanden og efterlader kun andet end ren energi. Så hvor kom vi fra? Hvis forskere kan registrere disse tegn på forfald, ville det betyde, at neutrinoen er en partikel og en antipartikel på samme tid. En sådan forklaring fjerner selvfølgelig de fleste af de spørgsmål, der interesserer os.
SNOLAB
Det canadiske Sudbury Neutrino Observatory (SNO) ligger begravet omkring to kilometer under jorden. SNO + -divisionen undersøger neutrinoer fra Jorden, Solen og endda supernovaer. Laboratoriets hjerte er en enorm plastsfære fyldt med 800 ton af en særlig væske kaldet en flydende scintillator. Kuglen er omgivet af en skal af vand og holdes på plads af reb. Det hele styres af en række 10.000 ekstremt følsomme lysdetektorer kaldet fotomultiplikatorrør (PMT'er). Når neutrinoer interagerer med andre partikler i detektoren, lyser væskescintillatoren, og PMT læser dataene. Takket være den oprindelige SNO-detektor ved videnskabsfolk nu, at mindst tre forskellige slags "smagsstoffer" af neutrinoer kan transporteres frem og tilbage gennem rumtiden.
Salgsfremmende video:
Isterning
Og dette er den største neutrino detektor i verden. IceCube, der ligger på Sydpolen, bruger 5.160 sensorer spredt over en milliard ton is. Målet er at få neutrinoer med høj energi fra ekstremt voldelige kosmiske kilder som eksploderende stjerner, sorte huller og neutronstjerner. Når neutrinoer rammer vandmolekyler i isen, frigiver de høj energiudbrud af subatomære partikler, der kan rejse adskillige kilometer. Disse partikler bevæger sig så hurtigt, at de udsender en kort kegle lys kaldet Cherenkov-keglen. Forskere håber at bruge de modtagne oplysninger til at rekonstruere neutrinos sti og bestemme deres kilde.
Daya Bay
Neutrino-eksperimentet finder sted i tre store haller på én gang, begravet i bakkerne i Daya Bay, Kina. Seks cylindriske detektorer, der hver indeholder 20 ton flydende scintillator, er samlet i haller og omgivet af 1000 PMT'er. De drukner i puljer af rent vand og blokerer for omkringliggende stråling. En nærliggende gruppe på seks atomreaktorer kæmper millioner af quadrillions ufarlige elektroniske antineutrino hvert sekund. Denne strøm af antineutrino interagerer med en flydende scintillator for at udsende korte lysglimt, der opsamles af PMT. Daya Bay blev bygget til at undersøge neutrino-svingninger.