Το παρατηρητήριο νετρίνων IceCube στην Ανταρκτική ανίχνευσε ταλαντώσεις νετρίνων υψηλής ενέργειας

Το IceCube, ο μεγαλύτερος ανιχνευτής νετρίνων στον κόσμο, εντόπισε ταλαντώσεις νετρίνων στην ατμόσφαιρα με την υψηλότερη ενέργεια ως σήμερα.

Τα νετρίνα είναι στοιχειώδη σωματίδια με πολύ μικρή μάζα, κι έρχονται σε τρία διαφορετικά είδη – ή γεύσεις όπως αποκαλούνται δηλαδή τα νετρίνα ηλεκτρονίων, ταυ και μιονίων. Ταλάντωση ονομάζεται η μετατροπή ενός νετρίνου κάποιας γεύσης σε νετρίνο άλλου είδους, και είναι μια διαδικασία που δεν έχει κατανοηθεί ακόμη πλήρως.

Ο εντοπισμός των νετρίνων που προέρχονται από την κοσμική ακτινοβολία (κυρίως από εκρήξεις υπερκαινοφανών και πηγές ακτίνων-γ) γίνεται με μεγάλες δεξαμενές από νερό, συνήθως σε μεγάλα βάθη κάτω από το έδαφος, ώστε να περιοριστούν άλλα είδη ακτινοβολίας.

Επειδή αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη, ο εντοπισμός των νετρίνων που προέρχονται από την κοσμική ακτινοβολία γίνεται με μεγάλες δεξαμενές από νερό, συνήθως σε μεγάλα βάθη κάτω από το έδαφος, ώστε να περιοριστούν άλλα είδη ακτινοβολίας. Είναι τόσο σπάνιος ο εντοπισμός ενός νετρίνου που από τα 300 τρισεκατομμύρια νετρίνα που δημιουργούνται κάθε λεπτό καθώς οι κοσμικές ακτίνες συγκρούονται με τα σωματίδια της ατμόσφαιρας, το IceCube καταφέρνει να ανιχνεύσει περίπου 10 νετρίνα την ώρα.

 Το IceCube, είναι μια εγκατάσταση στην Ανταρκτική που καταλαμβάνει 1 κυβικό χιλιόμετρο, και περιλαμβάνει 86 σήραγγες σε βάθος 1500 – 2500 μέτρων μέσα στον πάγο στις οποίες έχουν απλωθεί περίπου 5000 ανιχνευτές νετρίνων. Μόλις ένας ανιχνευτής αλληλεπιδράσει με κάποιο νετρίνο, στέλνει ένα ασθενές οπτικό σήμα, το οποίο ενισχύεται μέσα σε έναν φωτοπολλαπλασιαστικό σωλήνα έως ότου φτάσει στην επιφάνεια και μετατραπεί σε ψηφιακό, οπότε και αναλύεται από τους ερευνητές.

Τα στοιχεία έως τώρα δείχνουν πως τα νετρίνα μιονίων εξαφανίζονται, καθώς ταλαντώνονται σε νετρίνα ταυ. H συγκεκριμένη μετατροπή από μιόνια σε ταυ είχε μελετηθεί σε επιταχυντές σωματιδίων, σε μικρότερες όμως ενέργειες, καθώς το IceCube παρατήρησε για πρώτη φορά ταλαντώσεις σε ενέργειες της τάξης των 10 – 100 GeV. Οι επιστήμονες ευελπιστούν πως τα στοιχεία που συγκεντρώνουν από τις ταλαντώσεις των νετρίνων, θα τους βοηθήσουν να κατανοήσουν την ιεραρχία στη μάζα τους, δηλαδή πιο από τα τρία είναι το βαρύτερο και πιο το ελαφρύτερο.

Η μυστηριώδης φύση των νετρίνων προβλημάτιζε πάντοτε τους επιστήμονες και θεωρούνται κλειδί για την κατανόηση βαθύτερων φαινομένων αφού συμμετέχουν σχεδόν σε όλες τις σωματιδιακές αντιδράσεις. 

Πηγή: Ναυτεμπορική

 http://www.nature.com/news/icecube-catches-high-energy-neutrino-oscillations-1.10776
 http://icecube.wisc.edu/