Ξεκίνησε η κατασκευή του μεγαλύτερου ανιχνευτή νετρίνων στις ΗΠΑ

Το εξάρτημα των 190 τόνων τοποθετείται στη θέση του με τη βοήθεια αυτού του γιγάντιου γερανού (Πηγή: Fermilab)

Έπειτα από χρόνια προετοιμασίας, το πρώτο κομμάτι ενός γιγάντιου ανιχνευτή που θα μελετήσει τα φευγαλέα σωματίδια νετρίνα τοποθετήθηκε την Παρασκευή στη θέση του στο Ας Ρίβερ της Μινεσότα.
Ο ανιχνευτής NOvA του εργαστηρίου Fermilab, ο μεγαλύτερος ανιχνευτής νετρίνων στη Βόρειο Αμερική, ίσως επιτρέψει στους φυσικούς να μετρήσουν τη μάζα των θεμελιωδών αυτών σωματιδίων, και θα μελετήσει το κατά πόσο βοήθησαν την ύλη να κυριαρχήσει έναντι της αντιύλης λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν.

Μελέτη της ισχυρότερης δέσμης νετρίνων

Το γιγάντιο μηχάνημα που συναρμολογείται στη Μινεσότα θα μελετήσει την ισχυρότερη δέσμη νετρίνων του κόσμου, η οποία θα εκπέμπεται από έναν επιταχυντή του Fermilab κοντά στο Σικάγο και θα περνά μέσα από 810 χιλιόμετρα συμπαγούς βράχου.

Τα νετρίνα είναι θεμελιώδη σωματίδια που αλληλεπιδρούν τόσο σπάνια με την ύλη ώστε μπορούν να διαπεράσουν ολόκληρη τη Γη χωρίς να συναντήσουν αντίσταση. Περίπου 65 δισεκατομμύρια νετρίνα που πηγάζουν από τον Ήλιο εκτιμάται ότι περνούν από κάθε τετραγωνικό εδάφους κάθε δευτερόλεπτο.

Παρά τον καταιγισμό νετρίνων που δέχεται η Γη, η απροθυμία τους να αλληλεπιδράσουν με την ύλη δημιουργεί σοβαρά εμπόδια στη μελέτη τους.

Οι φυσικοί γνωρίζουν ότι υπάρχουν τρία είδη, ή «γεύσεις», νετρίνων. Και τα τρία είδη έχουν μικρή μάζα, η οποία όμως δεν έχει μετρηθεί με ακρίβεια ως σήμερα. Η πιο εντυπωσιακή, όμως, ιδιότητα των νετρίνων είναι ότι μπορούν να μεταπηδούν από τη μία γεύση στην άλλη, ένα φαινόμενο που επίσης δεν έχει εξηγηθεί.

Η σημασία της γωνίας

Απροσδιόριστη παραμένει και μια άλλη παράμετρος της συμπεριφοράς των νετρίνων, η οποία ονομάζεται «γωνία μείξης θ13». Και η τιμή της γωνίας αυτής έχει μεγάλη σημασία για μια άλλη θεωρία της σύγχρονης φυσικής, τη λεγόμενη παραβίαση φορτίου-ισοτιμίας, η οποία προτάθηκε προκειμένου να εξηγήσει γιατί η κανονική ύλη είναι πολύ περισσότερη από την αντιύλη στο σημερινό Σύμπαν.

Το πείραμα NOvA θα μελετήσει αυτές τις παραμέτρους με δύο ανιχνευτές, έναν κοντά στην πηγή της δέσμης νετρίνων, η οποία βρίσκεται έξω από το Σικάγο, και έναν δεύτερο στο τέλος της διαδρομής μέχρι τη Μινεσότα.

Η μελέτη της ίδιας δέσμης με δύο ανιχνευτές αναμένεται να προσφέρει στοιχεία για τη μυστηριώδη αλλαγή «γεύσεων».

H επιχείρηση της Παρασκευής αφορά την τοποθέτηση του πρώτου από τα 28 τμήματα του δεύτερου ανιχνευτή. Πιθανότατα θα χρειαστούν μέρες μέχρι να φτάσει στην τελική του θέση το εξάρτημα των 190 τόνων, και ο ανιχνευτής δεν θα τεθεί σε λειτουργία πριν από το 2013.

Λαμπερές συναντήσεις

Καθένας από τους δύο ανιχνευτές αποτελείται χιλιάδες πλαστικές σφαίρες γεμάτες με ένα υγρό σπινθηρισμού. Στις σπάνιες περιπτώσεις που τα νετρίνα καταδέχονται να αλληλεπιδράσουν με το υγρό, το αποτέλεσμα είναι η παραγωγή φορτισμένων σωματιδίων που γίνονται ορατά ως λάμψεις. Οι λάμψεις αυτές καταγράφονται από οπτικές ίνες που διαβιβάζουν τελικά το σήμα στα ηλεκτρονικά συστήματα του πειράματος.

Οι ερευνητές θα πρέπει πάντως να έχουν και την τύχη με το μέρος τους για να συγκεντρώσουν τις πολυπόθητες μετρήσεις που χρειάζονται: στα έξι χρόνια που προγραμματίζεται να λειτουργήσει ο ανιχνευτής αναμένεται να έχουν καταγραφεί μόνο 100 νετρίνα.

Πηγή: ΔΟΛ