هویت-تعویض نوترينو می تواند نشان دهد که چرا ما در همه وجود دارد. اما ما می توانید آنها را پیدا کنید ؟

برای سال در حال حاضر یک تیم بین المللی از محققان پنهان است خود را در اعماق یک کوه در مرکز ایتالیا خستگی ناپذیر جمع آوری حساس ترین اندازه گیری از سردترین متر مکعب در جهان شناخته شده است. دانشمندان در جستجوی شواهدی وجود دارد که ذرات شبح مانند به نام نوترينو غیر قابل تشخیص از خود را ضد ماده هستند. اگر ثابت این کشف می تواند حل یک معمای کیهانی گرفتار شده است که فیزیکدانان برای دهه: چرا مهم نیست در همه وجود دارد?

آنها به مدت طولانی شناخته شده است که مهم است evil twin دوبله ضد ماده. برای هر بنیادی ذرات در جهان وجود دارد antiparticle که تقریبا یکسان به آن برادر با جرم مشابه اما در مقابل اتهام. هنگامی که یک ذره و antiparticle دیدار چهره به چهره آنها یکدیگر را نابود ایجاد انرژی خالص.

“ما باید این آشکار کامل تقارن حسابداری بین ماده و ضد ماده” توماس o’donnell, یک استاد فیزیک در دانشگاه ویرجینیا تک و گفت: زنده به علم است. “هر زمان شما را به یک قطعه از ماده شما همچنین ایجاد یک تعادل قطعه از ضد ماده و هر زمان که شما نابود کردن یک قطعه از ماده شما باید نابود کردن یک قطعه از ضد ماده. اگر این درست است که شما هرگز نمی تواند بیش از یک نوع دیگر.”

مرتبط با: انفجار بزرگ در حال حاضر: عکس از جهان ما از طریق زمان

این تقارن این است که در تقابل با فعلی ما درک درستی از چگونه جهان آغاز شد. با توجه به نظریه انفجار بزرگکه جهان گسترش یافته از بینهایت کوچک تکینگی برخی از 13.8 میلیارد سال پیش اعتقاد بر این است که مقدار مساوی از ماده و ضد ماده به وجود آمد. هنگامی که ستاره شناسان نگاه کردن به جهان هستی امروز جهان تشکیل شده است تقریبا به طور کامل از موضوع با هیچ یک از آن evil twin در چشم. بیشتر نگران اگر بیگ بنگ تئوری درست است و سپس ما — بله انسان — نباید امروز در اینجا.

“اگر ماده و ضد ماده به طور کامل اطاعت این تقارن و سپس به عنوان کیهان تکامل یافته تمام ماده و پاد ماده را نابود به فوتون و وجود خواهد داشت بدون توجه به سمت چپ برای ستارگان و سیارات و یا حتی سلول های انسان است. ما نمی خواهد وجود داشته باشد!” O’donnell گفت. “سوال بزرگ پس از آن است:” آیا این طرح حسابداری شکستن گاهی در طول تکامل جهان است؟'”

که سوال این است که چه o’donnell و همکار همکاران امید برای پاسخ به. بیش از دو سال گذشته تیم خود را جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها از CUORE (برودتی زیرزمینی رصدخانه برای حوادث نادر) آزمایش در Sasso آزمایشگاه ملی در ایتالیا به دنبال تفنگ سیگار کشیدن است که این کیهانی راز به بقیه.

کمی خنثی آنهایی که

The detectors for the CUORE experiment at Gran Sasso Laboratory were installed in a specially constructed cleanroom to protect them from naturally occurring radioactivity.

(اعتبار تصویر: Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN))

CUORE, که به معنی “قلب” در ایتالیایی در جستجوی شواهدی وجود دارد که گریزان ذرات زیر اتمی به نام نوترينو را در خود antiparticle چه فیزیکدانان تماس Majorana ذرات. نوترينو که عبور مانند اشباح از طریق ترین ماده بسیار سخت است برای تشخیص. در واقع به گفته ناسا, تریلیون نوترينو نشات گرفته از آتشین هسته ای کوره از خورشید ما عبور از بدن ما در هر ثانیه.

این CUORE آزمایش به نظر می رسد برای امضای Majorana نوترينو نابودی هر یک از دیگر در یک فرآیند به نام neutrinoless دو beta decay. در عادی دو beta decay دو نوترون داخل هسته اتم جلوه های ویژه گرافیکی به طور همزمان به دو پروتون تابش یک جفت الکترون و antineutrinos. این هسته ای, رویداد, اگر چه بسیار نادر است و اتفاق می افتد تنها یک بار در هر 100 quintillion سال (10^20) برای یک فرد اتم مشاهده شده در زندگی واقعی است.

مرتبط: 18 بزرگترین اسرار حل نشده در فیزیک

اگر محققان در حال درست و نوترينو درست Majorana ذرات (آنها خود را antiparticle) و سپس دو antineutrinos ایجاد شده در طی این پوسیدگی می تواند به نابودی یکدیگر و ایجاد یک neutrinoless دو beta decay. نتیجه ؟ فقط الکترون که “عادی مهم است.” اگر این روند نشان میدهد ممکن است مسئول برای کاشت جهان اولیه با ماده معمولی. رعایت این روند اما داستان دیگری است. دانشمندان تخمین می زنند neutrinoless دو beta decay (اگر آن را در همه وجود دارد) ممکن است به جای فقط یک بار در هر 10 septillion سال (10^25).

“این neutrinoless حالت است که ما واقعا می خواهید برای دیدن آن شکستن قوانین ایجاد موضوع بدون ضد ماده” گفت: o’donnell است که یک عضو از CUORE همکاری. “این خواهد بود که اولین سرنخ به یک راه حل واقعی از ماده-ضد ماده تقارن.”

این CUORE آشکارساز به نظر می رسد برای انرژی امضا در شکل گرما از الکترون های ایجاد شده در طول فروپاشی رادیواکتیو tellurium اتم. Neutrinoless دو beta decay را منحصر به فرد و متمایز اوج در طيف انرژی الکترون.

“CUORE است که در اصل یکی از حساس ترین دماسنج ،” کارلو Bucci فنی هماهنگ کننده برای CUORE, همکاری در بیانیه ای گفت.

مونتاژ بیش از یک دهه CUORE ابزار سردترین متر مکعب در جهان شناخته شده است. آن شامل 988 مکعب شکل کریستال ساخته شده از tellurium دی اکسید سرد به 10 میلی کلوین یا منفی 460 درجه فارنهایت (منهای 273 درجه سانتیگراد) فقط یک مو بالا سردترین فیزیک حرارت را اجازه می دهد. به سپر آزمایش از دخالت خارج ذرات مانند کیهانی اشعه سنج است که روکشی در یک لایه ضخیم بسیار خالص منجر به بهبود از 2000 سال از روم به جنوب ایتالیا.

با وجود این تیم دستاوردهای تکنولوژیک پیدا کردن neutrinoless رویداد ثابت شده است که هیچ کار آسان است. محققان بیش از چهار برابر داده های جمع آوری شده از نتایج اولیه در سال 2017, نمایندگی بزرگترین مجموعه تا کنون جمع آوری شده توسط یک آشکارساز ذرات در نوع خود است. آخرین نتایج منتشر شده در preprint پایگاه arXivنشان می دهد آنها هیچ شواهدی از neutrinoless دو beta decay.

این همکاری هنوز هم مصمم به شکار کردن این گریزان دو عامل ذرات. نتایج خود را قرار داده اند تنگ تر و محدود در انتظار توده Majorana neutrino که آنها باور دارند که حداقل 5 میلیون بار سبک تر از یک الکترون. این تیم قصد دارد برای ارتقاء CUORE اولیه آن پس از پنج سال اجرا, معرفی نوع جدیدی از کریستال است که آنها امید را بسیار بهبود حساسیت خود را.

“اگر سابقه خوبی در پیش بینی آینده, پس از آن ما می تواند نسبتا خاصی است که با کنار زدن پوشش از آشکارساز فن آوری ما اجازه می دهد برای بررسی نوترينو با حال رشد عمق” o’donnell گفت. “امیدوارم ما را کشف neutrinoless دو beta decay یا شاید چیزی بیشتر عجیب و غریب و غیر منتظره.”

در اصل منتشر شده در Live علم.

How It Works Banner

می خواهید بیشتر علم ؟ دریافت اشتراک از ما خواهر انتشار “چگونه کار می کند” مجلهبرای آخرین شگفت انگیز, اخبار علمی. (اعتبار تصویر: آینده plc)

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>