Китайські вчені збираються побудувати в океані новий детектор нейтрино, який займатиме об’єм у 30 км3 рідини. Він являтиме собою 55 тис. модулів, які висітимуть у товщі води. Фізики сподіваються, що це дасть змогу вивчити елементарні частинки, які зазвичай лишаються повністю невидимими.
Невловні частинки
Консорціум китайських вчених збирається будувати в океані гігантський нейтринний детектор. Його метою стане вивчення крихітних елементарних частинок, які народжуються у багатьох природних процесах як на Землі, так і далеко в космосі, але про які ми досі нічого не знаємо.
Насправді нейтрино — це три різні типи частинок, які народжуються у зовсім різних фізичних процесах. Спільне у них те, що вони не мають ані маси, ані заряду. І через це практично не взаємодіють із рештою речовини.
Нейтрино можуть пролетіти мільйони світлових років і десяток зір наскрізь, перш ніж провзаємодіють із якимось атомом. Тому головна проблема з ними — вловити хоч щось. Вчені вже розробили кілька способів їхнього вловлення, які використовуються у вже наявних детекторах.
Детектори нейтрино
Перший спосіб полягає у використанні тетрахлоретану. Нейтрино відносно непогано реагує з атомами хлору-37 у його складі, перетворюючи їх на аргон-37, і звичайні детектори це можуть побачити. Але в такий спосіб створити великий детектор важко, тому останніми роками використовується інше явище.
Дуже рідко нейтрино взаємодіє зі звичайною молекулою води, вибиваючи з неї високоенергетичні електрони. Виникає так зване черенковське випромінювання, яке можна зареєструвати. Саме на цьому принципі працюють усі нейтринні обсерваторії, збудовані останніми роками: IceCube, KM4Net, Lake Baikal.
Детектор об’ємом 30 км3
Взаємодія нейтрино з водою відбувається надзвичайно рідко. Тому китайські вчені вирішили побудувати обсерваторію, у якій буде відстежуватися взаємодія нейтрино з водою об’ємом 30 км3.
Розташують її безпосередньо в океані. Обсерваторія складатиметься з 55 тисяч окремих детекторів, що будуть зібрані у нитки, які вертикально опустять у море. Загалом їх має бути близько 2300.
Усе це робиться не тільки через самі нейтрино, а й заради розгадування таємниці космічних гамма-променів. Уже більш як сто років вчені підозрюють, що високоенергетичні гамма-частинки можуть народжуватися в результаті тих самих процесів, що і крихітні невидимки.
Але що це за процеси та як вони протікають, достеменно невідомо. Тож вчені зацікавлені у тому, щоб спостереження на новому детекторі відбувалися паралельно з дослідженням гамма-променів. Якщо вони зможуть чітко пов’язати ці два явища, то і їхнє джерело також буде ідентифіковане.
За матеріалами phys.org.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
