Κυνηγώντας νετρίνα

Το ζήτημα της ανίχνευσης των νετρίνων, των φευγαλέων σωματιδίων με την απειροελάχιστη μάζα τα οποία διαπερνάνε την ύλη χωρίς στην ουσία να αλληλεπιδρούν μαζί της... απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Κάθε δευτερόλεπτο που περνάει, τρισεκατομμύρια τέτοια σωματίδια περνάνε μέσα από το σώμα μας, διασχίζουν τη Γη και συνεχίζουν το ταξίδι τους στο Σύμπαν. Συγκεκριμένα, ο ακριβής προσδιορισμός της μάζας των νετρίνων, τα οποία συγκαταλέγονται σε τρία είδη (νετρίνα μιονίου, ταυ και ηλεκτρονίου), είναι ένα από τα προβλήματα της σύγχρονης έρευνας στη φυσική. Είναι ένα από τα κομμάτια του παζλ που λείπουν για να συμπληρωθεί το Τυπικό Μοντέλο, το οποίο περιλαμβάνει τα θεμελιώδη σωματίδια από τα οποία απαρτίζεται ο κόσμος μας και τις μεταξύ τους αντιδράσεις, πλην της βαρύτητας.

Ο φυσικός του MIT Joseph Formaggio, έχει κάνει το κυνήγι νετρίνων προσωπική υπόθεση. «Υπάρχουν ακόμη μεγάλα αναπάντητα ερωτήματα γύρω από αυτό το μικρό σωματίδιo. Δεν είναι απλά πως θέλουμε να μετρήσουμε κάποια νούμερα. Πρόκειται για την κατανόηση της ίδιας της εξίσωσης που περιγράφει τη σωματιδιακή φυσική», λέει ο Formaggio.

Ο ίδιος φυσικός, εργάζεται στο πείραμα KATRIN, το οποίο όταν ολοκληρωθεί θα περιλαμβάνει έναν ανιχνευτή νετρίνων που θα στεγάζεται στο Καρλσρούη της νοτιοδυτικής Γερμανίας.

Ο ανιχνευτής θα είναι γεμάτος με τρίτιο, ένα στοιχείο που καθώς διασπάται, παράγει νετρίνα και ηλεκτρόνια. Υπολογίζοντας την ενέργεια των ηλεκτρονίων που εκλύονται κατά τη διάσπαση του τρίτιου, οι ερευνητές ελπίζουν να μπορέσουν να υπολογίσουν τη μάζα των νετρίνων που λείπει, ώστε να ισχύει η περίφημη εξίσωση του Αινστάιν, E=mc2. «Επειδή η ενέργεια διατηρείται, εάν γνωρίζεις με πόση ξεκίνησες, και πόση από αυτή αντιστοιχεί στα ηλεκτρόνια, τότε μπορείς να βρεις πόσο ζυγίζει ένα νετρίνο», εξηγεί ο Formaggio.

Το πείραμα KATRIN προβλέπεται να είναι σε πλήρη λειτουργία μέσα στα επόμενα δύο χρόνια, ενώ ταυτόχρονα ετοιμάζονται και παρεμφερή πειράματα για ανίχνευση νετρίνων όπως το Project 8, το οποίο ίσως να μπορεί να ανιχνεύει νετρίνα τα οποία να ταξιδεύουν στο Σύμπαν από την εποχή του Big Bang.

«Υπάρχουν πολλά δισκοπότηρα στη φυσική, και το να βρούμε τέτοια νετρίνα είναι σίγουρα ένα από αυτά», λέει ο Formaggio. «Το φως που λαμβάνουμε από το Big Bang, είναι ηλικίας 300.000 ετών, ενώ αντίθετα τα νετρίνα μπορούν να δώσουν πληροφορίες για τα πρώτα δευτερόλεπτα του Σύμπαντος», καταλήγει.

Πηγή