Derin yeraltında, devasa bir küre gizemli 'hayalet parçacıkları' arayışını hızlandırıyor

Bir gözlemevinde Diğerleri Dünyada, dünyanın en büyüğü olan Çin'in Guangdong eyaletinin derinliklerinde nötrino dedektör operasyonlara başladı.

Çin'in Jiangmen Underground Nötrino Gözlemevi'ndeki (Juno) 20.000 tonlu sıvı sintilatör dedektörü, bir ifade Çin Bilimler Akademisi merkezinden. Yeni tesisin başlatılması, gözlemevinin inşaat aşamasını ve operasyonlardan önce diğer hazırlık çabalarını kapsayan on yıldan fazla bir sürenin doruk noktasını işaret ediyor.

Şimdi, Juno'nun resmi lansmanı ile yeni bir dönem fizik Gizemli içeren deneyler "hayalet parçacıkları“Nötrinolar olarak bilinen ve çok büyük olanlar - devasa küresel gözlemevi içinde şekillenmek üzere.

Bir Yeraltı Nötrino Gözlemevi

Tesisteki ilk denemeler, testlerin operasyonları için beklentileri karşıladığını veya aştığını, fizikçilerin bizi şu anda bilim adamları tarafından bilinen ikinciden daha ağır olabilecek üçüncü bir kitle durumunun varlığını doğrulayacağını umduğunu gösteriyor.

Son zamanlarda operasyonlara yakındaki Jiangmen şehrinin altındaki 700 metre derinlikte başlayan Juno tesisi, 50 kilometreden fazla bulunan Taishan ve Yangjiang nükleer santrallerinden kaynaklanan antineutrinoları kaydeden büyük tespit bileşenidir.

Juno, yeteneklerini halihazırda var olan en hassas nötrino salınım tesislerinin çok ötesine yerleştiren yüksek hassasiyetli ölçümler yapabilir. Önümüzdeki yıllarda, bu tür ölçümlerle gözlemlenen en gelişmiş yeteneklerden bazılarını kolaylaştıracaktır.

En son teknoloji ürünü Juno tesisinin kalbinde, eşit derecede büyük, 44 metrelik derin bir su havuzunun merkezinde yer alan 20.000 tonluk büyük bir sıvı-sintilatör dedektörü bulunmaktadır. 35.4 metrelik akrilik küre, 40 metreden fazla yayılan paslanmaz çelik destek kafesiyle, sintilatör ve cihazın diğer bileşenleri ile birlikte tank içinde desteklenir.

Sinirasyondan kaynaklanan ışığın bir sonucu olarak nötrino etkileşimleri tespit edildiğinde, bunlar elektrik sinyallerine dönüştürülür. Eşsiz tasarımı sayesinde, tesis, güneşimizden ve Dünya atmosferinden ve ayrıca daha uzak kozmik yerlerden gelen nötrinoların yeni nesil çalışmaları için özel olarak üretilmiştir. süpernova.

Bilinmeyen Fizik

Muhtemelen, Juno'nun yeteneklerini içeren en heyecan verici beklentilerden biri, fizikçilerin steril nötrinolar gibi fenomenleri geliştirerek, sadece bilinen etkileşimleri yerçekimi ile ilişkili çeşitli varsayımsal parçacıklar ve protonların bozulması gibi fizik bilgimizi nasıl genişletebileceğidir.

Çin Bilimleri Akademisi'nde (IHEP) araştırmacı ve dedektörün rekabetin, fiziksel bir şekilde “tarihi bir kilometre işaretini ekleyerek, fiziksel bir kilometre işaretini ekleyebileceğini söyleyen Juno'nun bir sözcüsü,“ Juno'nun (IHEP) Juno'nun bir sözcüsü olan Prof. Yifang Wang, “Juno dedektörünün doldurulmasını tamamlamak ve tarihi bir kilometre taşını işaret ediyor” dedi.

Wang, “İlk kez, bu ölçekte bir dedektör ve nötrinolara adanmış hassasiyetimiz var,” dedi Wang ifade. “Juno, maddenin ve evrenin doğası hakkında temel soruları cevaplamamıza izin verecek.”

Geleceğe Uzun Yol

Ancak, projenin on yıl önce başlayan gelişimi kolay bir şey değildi.

Yeni nesil dedektörün tamamlanmasını “sadece yeni fikirler ve teknolojiler değil, aynı zamanda yıllarca dikkatli planlama, test ve azim talep ettiğini açıklayan Juno'nun baş mühendisi Profesör Ma Xiaoyan,“ Juno'yu olağanüstü zorlukların bir yolculuğu oldu ”dedi.

Tamamen, istikrar ve saflık taleplerini karşılayabilecek bir tesis üretmek, aynı zamanda operasyonlara başladıktan sonra güvenliği sağlarken, son on yılda çeşitli alanlardan yüzlerce uzmanın çalışmalarını gerektiren bir çabaydı.

Milano ve Infn-Milano'da profesör olan Prof. Gioacchino Ranucci'ye göre, artık işlevsel olduğuna göre, tesis nötrino ve ilgili fenomenler hakkında nasıl düşündüğümüzü değiştirmeye hazırlanıyor.

Ranucci yaptığı açıklamada, “Dünya çapında sıvı sintilatör topluluğu, teknolojiyi nihai sınırına itti ve deneyin iddialı fizik hedeflerine doğru yol açtı” dedi.

Önümüzdeki yıllarda, Juno'nun misyonu nihayetinde, nötrinoların majorana parçacıkları olup olmadığı - kendi antipartikülüne sahip bir tür fermiyon gibi cevapları ortaya çıkarabilir. Böyle bir vahiy, sadece parçacık fiziği değil, aynı zamanda astrofizik ve kozmoloji alanlarındaki önemli soruların çözülmesine yardımcı olabilir ve evren konseptlerimizi yeniden şekillendirebilecek derin bilgiler sunar.

Micah Hanks, Debey'in genel yayın yönetmeni ve kurucu ortağıdır. Uzay ve astronomiye odaklanan bilim, savunma ve teknoloji üzerine uzun zamandır bir muhabir, [email protected]. Onu x'de takip et @Micahhanksve micahhanks.com.