Underjordisk Eksperiment Spørger, Hvorfor Vi Ikke Er Antimateriel

{h1}

Majorana demonstrator-projektet vil søge efter en teoretiseret partikelafbrydelsesproces kaldet neutrinoløst dobbeltbetabelse, der kunne belyse antimatterens natur.

Et nyt forsøg begravet dybt under jorden i en South Dakota-min har til formål at afsløre sjældne partikelaffald, som kunne forklare antimatterens mysterium.

Forskere ved ikke, hvorfor universet er lavet af materie og ikke antimateriel, men de håber at finde forskelle i den måde, disse to typer ting opfører, der kunne forklare uoverensstemmelsen. Antimatterpartikler har samme masse som deres normale materielle modparter, men modsatte ladning og spinding.

South Dakota-indsatsen, kaldet Majorana Demonstratoren, sigter mod at observere en teoretiseret-men-aldrig-set proces kaldet neutrinoløst dobbeltbetabelse.

Ustabile atomkerner (kernerne af atomer, der indeholder protoner og neutroner) vil ofte give slip på en neutron i en proces, der er kendt som betabedråb. Neutronen omdannes til en proton ved at frigive en elektron og en lille partikel kaldet neutrino. [5 eksklusive partikler ud over Higgs]

Nogle gange går to neutroner tabt i en proces kaldet dobbelt beta henfald, som normalt frigiver to elektroner og to antineutrinos (neutrinos partikler partikler). Men forskere har også teoretiseret, at to neutroner kunne omdanne til to protoner og to elektroner uden at producere nogen antineutrinos - en proces kaldet neutrinoløst dobbeltbetabelse.

Hvis en sådan transformation var mulig, ville det betyde, at neutrin og antineutrinos er den samme partikel. Forskere kalder partikler som disse, som er deres egne antimateriel kolleger, Majorana partikler.

Eventuelle nye spor om antimatterens natur kunne hjælpe med at belyse hvorfor universet indeholder så lidt af det.

"Det kan måske forklare, hvorfor vi er her overhovedet," siger David Radford, fysiker ved Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, der arbejder på Majorana Demonstrator-projektet, i en erklæring. "Det kunne hjælpe med at forklare, hvorfor det spørgsmål, vi er lavet af eksisterer."

Majorana Demonstratoren, et samarbejde mellem forskere fra USA, Rusland, Japan og Canada, har til formål at søge efter beviser for neutrinoløst dobbeltbetabelse i atomer af germanium-76, en lidt radioaktiv version af germanium. Forsøget vil til sidst omfatte 30 germanium detektorer, der hver vejer 2,2 kg (1 kg).

Opbygningen af ​​disse detektorer er en kompleks indsats. Til at begynde med måtte forskerne opnå 42,5 kg af 86% beriget hvid germaniumoxidpulver fra en russisk berigelsesfacilitet - en prøve på 4 millioner dollars. Denne kraft måtte forarbejdes, renses og raffineres til metal germaniumstænger, som derefter kan omdannes til de separate cylindriske detektorer, der udgør eksperimentet.

Endvidere skal materialet omhyggeligt opbevares og afskærmes for at beskytte det mod ladede partikler fra rummet kaldet kosmiske stråler. Derfor er eksperimentet bygget 4,850 fod (1.478 meter) under jorden i Sanford Underground Research Laboratory (SURF) i Lead, S.D.

"Kosmiske stråler transmuterer germaniumatomer i langlivede radioaktive atomer, med en hastighed på ca. to atomer om dagen pr. Kg germanium," sagde Radford. "Selv de to atomer om dagen vil føje til baggrunden i vores eksperiment. Så vi bruger underjordisk opbevaring for at reducere eksponeringen for kosmiske stråler med en faktor på 100."

Hidtil har Radford og hans Oak Ridge-kolleger leveret ni af de berigede detektorer til South Dakota-anlægget. Den komplette pakke med 30 detektorer forventes at være færdig inden 2015.

"Forskningsindsatsen er det første store skridt i retning af opbygning af en tonetektor - et potentielt Nobelprisværdigt projekt," sagde Radford.

Følg Clara Moskowitz på Twitter og Google+. Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com