Най-странните неща във Вселената: неутрино

В продължение на 10 седмици ще ви запозная малко по-подробно с всяко едно от явленията и обектите, включени в анкетата на space.com. Можете да гласувате за вашите фаворити тук :)

Тази събота е денят на неутриното. За тази елементарна частица е ставало дума преди. Тя е загадка за съвременната физика, защото е много трудно да бъде засечена и е една от най-мистериозните частици. Образува се на много горещи места — например в недрата на Слънцето — където действат процеси на термоядрен синтез. Смята се, че при всеки сблъсък на две водородни ядра (т.е. два протона) се отделя по едно неутрино, но проблемът е, че нашите детектори не успяват да засекат съответстващият на процесите в Слънцето брой неутрина. Това отчасти е така, защото те имат свойството да преминават с много, много висока скорост през познатата ни материя без да взаимодействат с нея. Но това не е цялата истина.

Теорията казва, че има три типа (аромати): електронно, мюонно и тау-неутрино. Оказва се, че неутриното има необичайната способност с времето да преминава от един аромат в друг. А нашите детектори, които разчитат на гигантски обеми от течности (или чист полярен лед), където неутрино се удря в частица материя и може да бъде видяно, са чувствителни само към един от тези аромати (най-лекото — електронното).

Това явление ни подсказва още нещо: неутриното има маса, защото иначе няма как да се превръща от един тип в друг. Въпреки това може би най-голямата загадка във Вселената — тъмната материя — не може да бъде обяснена с фантомното неутрино. Науката тепърва прохожда в тези вълнуващи насоки, а ние ще следим с интерес.

В английската Уикипедия има доста подробна статия за неутриното.

Схема на IceCube Neutrino Detector. Концепцията е да се спуснат хиляди оптични детектори в ледовете на Антарктида, които да улавят редките изблици на излъчване на Черенков (дъжд от вторични частици — своеобразна следа от взаимодействие на неутрино с материята). Защо там и защо толкова дълбоко? Защото само неутриното може да проникне в тези ледове и резултатите няма да бъдат "замърсени" от други частици.

________
На малката снимка: вътрешността на Liquid Scintillator Neutrino Detector в Националната лаборатория Лос Аламос, САЩ. При работа вътре е имало близо 170 тона масло, а засичането е ставало благодарение на 1200 фото-тръби. Този детектор е работил до 1998 г.