נייטרינו הם חלק מהצפצופים השופעים, הסקרנים והחמקמקים ביותר בפיזיקת החלקיקים. חלקם קיימים מאז המפץ הגדול, וכפי שקראתם את זה, טריליונים מהם עברו בגופכם (ועוד בדרך). אבל למרות הימצאותם המפורסמת של נייטרינים קשה מאוד ללמוד באופן מדויק משום שהם להתעלם כמעט מכל מה שנעשה מכל דבר אחר. לכן אין זה מפתיע ששקלול נייטרינו אינו פשוט כמו לבקש בנימוס לדרוך בקנה מידה.
למרבה המזל, פיסיקאים של חלקיקים הם המון עקשנים, כולל אלה שבפרמילאב של המחלקה לאנרגיה של המחלקה האמריקאית, והם לא מוותרים על ספארי הניוטרינו האחרון שלהם: ניסוי המראה החיצוני של ניוטרינו של NuMI או NOvA. (מדענים מייצגים נייטרינים עם האות היוונית nu, אוv.) זה ציד ממשחק קטן מאוד לתפוס נייטרינו בתנופה, והוא משתמש בכמה ציוד גדול מאוד כדי לבצע את העבודה. וזה כבר תפס את הניוטרינו הראשון שלו - עוד לפני שההגדרה שלהם הושלמה במלואה.
נוצר על ידי ניפוץ פרוטונים כנגד יעדי גרפיט במתקן של פרמילאב ממש מחוץ לשיקגו, אילינוי, וניטרינים שנוצרו נאספים ונורים החוצה בקורה 500 קילומטרים צפונית-מערבית לגלאי הרחוק NOvA ב נהר האש, מינסוטה, השוכן לאורך הגבול הקנדי. הקורות הראשונות נורו בספטמבר 2013, בעוד מתקן נהר האש עדיין היה בבנייה.
"שהנוייטרינים הראשונים התגלו עוד לפני שהושלמה התקנת הגלאים הרחוקה של NOvA היא מחווה אמיתית לכל המעורבים," אמר הפיזיקאי מאוניברסיטת מינסוטה, מרווין מרשק, מנהל המעבדה של נהר אש. "התוצאה המוקדמת הזו מרמזת על כך ששיתוף הפעולה של NOvA יתרום תרומות חשובות לידיעתנו על חלקיקים אלה בעתיד הלא רחוק."
הקורות מפרמילאב נורים במרווחים של שתי שניות, כאשר כל אחת מהן שולחת מיליארדי נייטרינים ישירות לעבר הגלאים. הגלאי הקרוב בפרמילאב מאשר את "הטעם" הראשוני של הנייטרינים בקורה, והגלאי הרחוק הרבה יותר גדול קובע אם הנייטרינו השתנה במהלך מסע הכבישים התת-קרקעי בין שלוש האלפיות השנייה.
שוב, מכיוון שנייטרינו אינו מתקשר בקלות עם חלקיקים רגילים, הקורות יכולות לנוע ישר דרך האדמה בין המתקנים - למרות עקמומיות כדור הארץ. למעשה הקורה, שמתחילה לגובה של מטר וחצי מתחת לאדמה בסמוך לשיקגו, עוברת בסופו של דבר על עומק של 10 מיילים במהלך נסיעתה.
על פי הודעה לעיתונות של פרמילאב, הנייטרינים "מגיעים בשלושה סוגים, המכונים טעמים (אלקטרונים, מיונים או טאו), ומשתנים ביניהם תוך כדי נסיעה. שני הגלאים של הניסוי NOvA ממוקמים כל כך רחוקים זה מזה בכדי לתת לנייטרינים את הזמן להתנודד מטעם אחד למשנהו בזמן שהם נוסעים כמעט במהירות האור. למרות שרק חלק מהגלאי הגדול יותר של הניסוי, המכונה הגלאי המרוחק, בנוי במלואו, מלא בסנטילטור ומחובר לאלקטרוניקה בשלב זה, הניסוי כבר השתמש בו כדי להקליט אותות מהנייטרינו הראשונים שלו. "
קוביות הגלאי בגובה 50 מטר (15 מ ') מלאות בסנטילטור נוזלי העשוי 95% שמן מינרלי ו -5% פחמימן נוזלי הנקרא פסאודוקומן, שהוא רעיל אך "חובה לתהליך איתור הנייטרינו." התערובת מעצימה כל אור שפוגע בה, ומאפשרת לאתר ולמדוד ביתר קלות את שביתות הנייטרינו. (מקור)
"NOvA מייצג דור חדש של ניסויי נייטרינו," אמר מנהל פרמילאב נייג'ל לוקייר. "אנו גאים להגיע לאבן דרך חשובה זו בדרכנו ללמוד יותר על החלקיקים הבסיסיים הללו."
לאחר השלמת הקיץ ישקלו גלאי ה- NOvA הקרובים והרחוקים 300 ו -14,000 טון בהתאמה.
מטרת הניסוי NOvA היא ללכוד ולמדוד בהצלחה את המוני טעמי הנייטרינו השונים וגם לקבוע אם נייטרינים הם חלקיקים משלהם (הם יכולים להיות זהים, מכיוון שהם חסרים מטען ספציפי.) על ידי השוואה בין התנודות (כלומר, טעם שינויים) של קרני נויטרנו-מיון לעומת קרני אנטוניאוטרינו-מיון שנורו מפרמילאב, מדענים מקווים לקבוע את ההיררכיה ההמונית שלהם - ובסופו של דבר לגלות מדוע היקום מכיל כיום הרבה יותר חומר מאשר אנטי-חומר.
קרא עוד: גילוי נוירינו עשוי לעזור לצייר תמונה חדשה לחלוטין של היקום
ברגע שהניסוי יפעל במלואו, מדענים צופים לתפוס כמה נייטרינים יקרים מדי יום - כ -5,000 בסך הכל במהלך תקופת שש השנים האחרונות. עד אז לפחות יש להם את הספרים הראשונים שלהם.
"לראות נייטרינים במודולים הראשונים של הגלאי במינסוטה הוא אבן דרך משמעותית. עכשיו נוכל להתחיל לעסוק בפיזיקה. "
- ריק טזרק, פיזיקאי פרמילאב
למידע נוסף על פיתוח ובניית ניסוי NoVA להלן:
(קרדיט וידאו: פרמילאב)
למידע נוסף על יעדי המחקר NOvA כאן.
מקור: הודעה לעיתונות של פרמילאב
שיתוף הפעולה של NOvA מורכב מ 208 מדענים מ 38 מוסדות בארצות הברית, ברזיל, צ'כיה, יוון, הודו, רוסיה ובריטניה. הניסוי מקבל מימון ממחלקת האנרגיה האמריקאית, הקרן הלאומית למדע וסוכנויות מימון אחרות.
