Tutkijat kutsuvat tätä "kummituspartikkeliksi". Siinä ei ole melkein massaa, se kehittää valonopeuteen lähellä olevan nopeuden ja on piiloutunut tutkijoilta ympäri maailmaa kolme vuosikymmentä peräkkäin. Puhumme neutriinoista, joita fyysikot lyövät nyt laboratorioissa Pakistanista Sveitsiin. Neutriinoja muodostuu, kun radioaktiiviset elementit hajoavat. Ne ovat auringossa, muissa tähdessä ja jopa omassa kehossamme. Neutriino kulkee valtavan määrän ainetta läpi ilman vaikeuksia. Joten miten tutkijat tutkivat tätä vaikeita hiukkasia?
GERDA
Tämä hienostunut laite, GERmanium Detector Array (GERDA), auttaa tutkijoita ymmärtämään miksi meitä on olemassa. GERDA etsii neutriinoja seuraamalla sähköaktiivisuutta puhtaiden germaniumkiteiden sisällä, jotka on eristetty syvällä vuoren alla Italiassa. GERDA: n kanssa työskentelevät tutkijat toivovat löytävänsä erittäin harvinaisen tyyppisen radioaktiivisen hajoamisen. Kun iso räjähdys synnytti maailmankaikkeuden (13,7 miljardia vuotta sitten), saman määrän ainetta ja antimateriaa olisi pitänyt muodostaa. Ja kun aine ja antimateria törmäävät toisiinsa, ne tuhoavat toisiaan, jättämättä jälkeensä muuta kuin puhdasta energiaa. Joten mistä me tulimme? Jos tutkijat pystyvät havaitsemaan nämä rappeutumisen merkit, se tarkoittaa, että neutriino on hiukkas ja antihiukkas samanaikaisesti. Tällainen selitys poistaa tietysti suurimman osan meitä kiinnostavista kysymyksistä.
SNOLAB
Kanadan Sudbury Neutrino Observatory (SNO) on haudattu noin kahden kilometrin päähän maan alle. SNO + -jaosto tutkii neutriinoja maasta, auringosta ja jopa supernoovista. Laboratorion sydän on valtava muovipallo, joka on täynnä 800 tonnia erityistä nestettä, jota kutsutaan nestetuikimeksi. Palloa ympäröi vesikuori, ja köydet pitävät sen paikoillaan. Koko asiaa hallitaan joukolla 10 000 erittäin herkkää valonilmaisinta, joita kutsutaan valon moninkertaistajaputkiksi (PMT). Kun neutriinot ovat vuorovaikutuksessa detektorin muiden hiukkasten kanssa, nestetuike syttyy ja PMT lukee tiedot. Alkuperäisen SNO-ilmaisimen ansiosta tutkijat tietävät nyt, että ainakin kolmea erilaista neutriino-tyyppiä tai "makua" voidaan kuljettaa edestakaisin avaruuden ajan.
Mainosvideo:
Jääkuutio
Ja tämä on suurin neutriinodetektori maailmassa. Etelänavalla sijaitseva IceCube käyttää 5 160 anturia, jotka jakautuvat yli miljardiin tonniin jäätä. Tavoitteena on saada korkeaenergisia neutriinoja erittäin väkivaltaisista kosmisista lähteistä, kuten räjähtävistä tähtiä, mustia reikiä ja neutronitähtiä. Kun neutriinot iskevät vesimolekyyleihin jäässä, ne vapauttavat subatomisten hiukkasten korkean energian purkauksia, jotka voivat kulkea useita kilometrejä. Nämä hiukkaset liikkuvat niin nopeasti, että ne emittoivat lyhyen valokartion, nimeltään Cherenkov-kartio. Tutkijat toivovat voivansa käyttää saatuja tietoja rekonstruoidakseen neutriinojen polun ja määrittääkseen niiden lähteen.
Daya lahti
Neutriinokoe tapahtuu kolmessa valtavassa salissa kerralla, haudattu Daya Bayn kukkuloille, Kiina. Kuusi lieriömäistä ilmaisinta, joista kukin sisältää 20 tonnia nestetuikelaitetta, on ryhmitelty halliin ja niitä ympäröi 1000 PMT. Ne hukkuvat puhtaan veden uima-altaisiin ja estävät ympäröivän säteilyn. Lähellä oleva kuuden ydinreaktorin ryhmä polttaa miljoonia kvadriljoonia vaarattomia elektronisia antineutrinoja joka toinen. Tämä antineutrinovirta on vuorovaikutuksessa nestetuikelaskurin kanssa emittoidakseen lyhyitä valonsäteitä, jotka PMT ottaa vastaan. Daya Bay rakennettiin tutkimaan neutriinoheilahteluita.