נייטרינו הם אולי החלקיקים המוערכים ביותר המוכרים למין האנושי. הפיזיקאי, הבחור החכם והאנשים החכמים וולפגנג פאולי הציעו לראשונה את קיומם בשנת 1930 כיצירת פאזל חסרה - תגובות גרעיניות מסוימות נכנסו יותר מכפי שהן יצאו. פאולי טען שיש צורך להיות מעורב במשהו קטנטן ובלתי נראה - ומכאן הנייטרינו, שהוא סוג של איטלקי ל"נייטרלי קטן ".
בעשורים שחלפו מאז ההצעה הראשונית ההיא, התוודענו ואוהבים - אך לא מבינים היטב - את אותם חברות נייטרליות קטנות. יש להם קצת מסה, אבל אנחנו לא בטוחים כמה. והם יכולים להשתנות מסוג אחד של נייטרינו (המכונה "טעם", כי למה לא?) לסוג אחר, אך איננו בטוחים איך.
בכל פעם שפיזיקאים לא מבינים משהו, הם מתלהבים ממש, מכיוון שעל פי ההגדרה התשובה לחידה חייבת להיות מחוץ לפיזיקה הידועה. אז מסתורין של מסת נייטרינו ועירוב עשוי לתת לנו רמזים לתעלומות כמו הרגעים הראשונים של המפץ הגדול.
בעיה אחת קטנה: הקטנות. הניוטרינו הם זעירים וכמעט שלא מדברים על חומר רגיל. טריליונים על טריליון עוברים בגופך ברגע זה. האם אתה מבחין בהם? לא, אתה לא. כדי לחפור באמת במאפייני נייטרינו, עלינו להיכנס לגדול, ושלושה ניסויים חדשים של נייטרינו מגיעים בקרוב לאינטרנט כדי לתת לנו ידית על הדברים. אנו מקווים.
בוא נחקור:
DUNE
יתכן ששמעת את ההתרגשות מהמחזה המחודש לרומן המדע הבדיוני הקלאסי "דיונה". זה לא זה. במקום זאת, DUNE זה מהווה את "ניסוי Neutrino Deep Underground", המורכב משני חלקים. חלק ראשון יהיה בפרמילאב, באילינוי, ויכלול אקדח נייטרינו ענק בסגנון גאון-רשע, שיאיץ פרוטונים לקרוב למהירות האור, ינפץ אותם לדברים ויורה טריליוני נייטרינו בשנייה מהסוף העסקי.
משם, הנייטרינים ינועו בקו ישר (כי זה כל מה שהם יודעים לעשות) עד שהם יפגעו בחלק השני, בערך 800 מייל (1,300 קילומטרים) משם במתקן המחקר התחתית של סנפורד בדרום דקוטה. למה מתחת לאדמה? מכיוון שהנייטרינים נעים בקו ישר (שוב, אין ברירה) אבל כדור הארץ מפותל, ולכן הגלאי צריך לשבת כקילומטר (1.6 ק"מ) מתחת לפני השטח. והגלאי הזה הוא בערך 40,000 טון (36,000 טון מטרי) של ארגון נוזלי.
היפר-קמיוקנדה
קודמו של היפר-קמיוקאנדה ("היפר-ק" אם ברצונך להיות מגניב במסיבות הפיזיקה) היה הכינוי "סופר-קמיוקנדה" ("סופר-ק" מאותן סיבות). , יפן. זוהי מתווה די פשוט לשני המכשירים: מיכל ענק של מים אולטרה-טבעיים מוקף צינורות פוטו-מכפיליים, המגבירים אותות אור קלושים מאוד.
מדי פעם נדיר ביותר, נייטרינו פוגע במולקולת מים וגורם לאלקטרון או לפוזיטרון (בן הזוג של החומר האלקטרוני) להתרחק מהר יותר ממהירות האור במים. זה גורם להבזק של אור כחלחל הנקרא קרינת צ'רנקוב, ואור זה נאסף על ידי הצינורות המכפיליים. בחנו את ההבזק, הבינו את הנייטרינו.
Super-K עשה היסטוריה סופר-על בשנת 1998 כאשר הוא סיפק את הראיות המוצקות הראשונות לכך שהניוטרינו משנה את טעמם בזמן שהם עפים, בהתבסס על תצפיות על הנייטרינים המיוצרים במעמקי התופת של ליבת השמש. הגילוי חטף לפיזיקאי טאקאקי קג'יטה פרס נובל וסופר-ק טפיחה חיבה על צינור הצילום המכפיל.
Hyper-K הוא כמו Super-K אבל גדול יותר. עם קיבולת של 264 מיליון גלון (1 מיליארד ליטר) מים, יש לו פי 20 מהנפח האיסופי של Super-K, מה שאומר שהוא יכול לאסוף פי 20 ממספר הנייטרינו באותה תקופה שסופר-ק יכול. Hyper-K יחפש נייטרינים המיוצרים על ידי תגובות טבעיות ואורגניות, כמו היתוך וסופרנובות, ברחבי היקום, החל משנת 2025. מי יודע? זה עשוי לקבל מישהו גם פרס נובל.
פינגו
אני לא בדיוק בטוח מדוע פיזיקאים בוחרים את ראשי התיבות שהם עושים לניסויים מדעיים ענקיים. במקרה זה, פינגו הוא שמו של פינגווין אנימציה אירופאי אשר סובל מההמצאות שגויות שונות ולומד שיעורי חיים חשובים ביבשת הדרומית. זה גם מיועד לשדרוג Precision IceCube הדור הבא (PINGU).
החלק של IceCube מאותו ראשי תיבות מתייחס לניסוי הנייטרינו הגדול והרע ביותר בעולם. בהתבסס על הקוטב הדרומי, הניסוי מורכב ממיתרי גלאים ששקעו עמוק בתוך דף הקרח הקוטבי שישתמשו בבהירות הגביש של אותו קרח כדי לעשות את אותו הדבר ש- Super- ו- Hyper-K עושים ביפן: זיהו את קרינת צ'רנקוב המיוצר על ידי נייטרינים המצטלבים בקרח. הניסוי רק באמת התחיל לפני מספר שנים, אבל כבר עכשיו המדענים שמפעילים אותו מגרדים לשדרוג.
הנה למה. IceCube אולי גדול, אבל זה לא אומר שהוא הטוב ביותר בכל הדברים. יש לו נקודה עיוורת: בגלל גודלו העצום (קילומטר מעוקב של קרח), הוא מתקשה לראות נייטרינו עם אנרגיה נמוכה; הם פשוט לא מספקים מספיק פופ וסחרחורות בכדי לראות את הגלאים של IceCube.
היכנס ל- PINGU: חבורת גלאים נוספים, המוצבים בסמוך למרכז IceCube, שתוכננו במיוחד כדי לתפוס את הנייטרינוים האנרגטיים הנמוכים הפוגעים בכדור הארץ.
כאשר זה (בתקווה) יעלה לרשת, PINGU יצטרף לצבא המכשירים והגלאים בכל רחבי העולם שמנסים לתפוס כמה שיותר מאותם כמה וכמה דברים כמעט רפאים רפאים ולפתוח את סודותיהם.
