Weird Neutrinos Kan Ikke Helt Forklare Matters Enorme Riddle Endnu

{h1}

Et nyt eksperiment har endnu ikke fundet tegn på, at neutrinos fungerer som deres egne antipartikler.

Dybt under et bjerg i Italien, i det koldeste kubikmeter af det kendte univers, søger forskere på bevis for, at spøgelsesagtige partikler kaldes neutrinos, som deres egne antimatterpartnere. Hvad disse forskere finder kunne forklare ubalancen mellem materie og antimatter i universet.

Indtil nu er de kommet tomhændigt op.

De seneste resultater fra de første to måneder af CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) eksperimentet i Gran Sasso, Italien, viser intet om en proces, der beviser neutrinos, der er dannet af kosmisk stråling, er deres egne antimatterpartnere. Dette betyder, at hvis processen sker, sker det så sjældent, at det foregår omtrent en gang hver 10 septillion (10 ^ 25) år.

Det ultimative mål med dette eksperiment er at løse et af universets mest varige gåder, og en der tyder på, at vi ikke engang skal være her. Denne gåde eksisterer, fordi den teoretiske Big Bang - hvor en lille singularitet siges at have oppustet over 13,8 milliarder eller så år for at danne universet - burde have resulteret i et univers med 50 procent stof og 50 procent antimatter. [Big Bang til civilisation 10 Amazing Origin Events]

Når materiel og antimatter mødes, udslett og udrydder hinanden hinanden.

Men det er ikke det vi ser i dag. I stedet er vores univers for det meste vigtigt, og forskerne kæmper for at opdage, hvad der er sket med alle antimatterne.

Det er her neutrinoer kommer ind.

Hvad er neutrinos?

Neutrinos er små elementære partikler med praktisk talt ingen masse. Hver enkelt er mindre end et atom, men de er nogle af de mest rigelige partikler i naturen. Ligesom spøgelser kan de passere gennem mennesker og vægge uden nogen (selv neutrinerne) bemærker.

De fleste elementære partikler har en ulige antimatter-modpart, kaldet en antipartikel, som har den samme masse som sin normale materiepartner, men den modsatte ladning. Men neutrinoer er lidt ulige alene, idet de næsten ikke har nogen masse, og de er ladeløse. Så fysikere har surmised, de kunne være deres egne antipartikler.

Når en partikel virker som sin egen antipartikel, kaldes den en Majorana partikel.

"De teorier, som vi i øjeblikket simpelthen ikke fortæller os, om neutriner er af denne type Majorana, og det er en meget interessant ting at kigge efter, fordi vi allerede ved, at vi mangler noget om neutrinerne," teoretisk fysiker Sabine Hossenfelder, en stipendiat ved Frankfurt Institute for Advanced Studies i Tyskland, fortalte WordsSideKick.com. Hossenfelder, der ikke er en del af CUORE, henviser til de bizarre uforklarlige træk ved neutriner.

Hvis neutrinoer er Majoranas, så ville de kunne overgå mellem materiale og antimateriel. Hvis de fleste af neutrinerne morphed i almindeligt stof ved universets start, sagde forskerne, at dette kunne forklare, hvorfor sagen opvejer antimatteren i dag - og hvorfor vi eksisterer.

CUORE eksperimentet

Det er svært at studere neutrinoer i et typisk laboratorium, fordi de sjældent vekselvirker med andet stof og er ekstremt svært at opdage - milliarder passerer dig uopdaget hvert minut. Det er også svært at fortælle dem fra andre strålekilder. Derfor var fysikere nødt til at gå under jorden - næsten en kilometer (1,6 kilometer) under jordens overflade - hvor en kæmpe stålkugle omslutter en neutrino-detektor, der drives af det italienske National Institute for Nuclear Physics 'Gran Sasso National Laboratory. [5 mystiske partikler, der kan lure under jordens overflade]

Dette laboratorium er hjemsted for CUORE-eksperimentet, som leder efter bevis for en proces kaldet neutrinoløst dobbelt-beta-forfald - en anden måde at sige neutriner fungerer som deres egne antipartikler. Ved en normal dobbelt-beta henfaldsproces nedbrydes en kerne og sender ud to elektroner og to antineutrinos. Neutrinoløst dobbelt-beta-forfald ville imidlertid ikke udløse nogen antineutriner, fordi disse antineutrinos kunne tjene som deres egne antipartikler og ville udslette hinanden.

I deres forsøg på at "se" denne proces kigget fysikerne på den udstrålede energi (i form af varme) under det radioaktive henfald af en isotop af tellur. Hvis der forekommer neutrinoløst dobbelt-beta-forfald, ville der være en top på et bestemt energiniveau.

For nøjagtigt at registrere og måle denne varmeenergi udformede forskerne den koldeste kubikmeter i det kendte univers. De sammenligner det med et enormt termometer med næsten 1000 krystaller af tellurdioxid (TeO2), der opererer ved 10 milli-kelvin (mK), hvilket er minus 459.652 grader Fahrenheit (minus 273,14 grader Celsius).

Efterhånden som de radioaktive telluriumatomer falder, ser disse detektorer efter den energitop.

CUORE-samarbejdet - et hold på 200 forskere, ingeniører og teknikere - udgav deres første resultater. Deres nye papir, som blev offentliggjort den 26. marts i tidsskriftet Physical Review Letters, afslører, at eksperimentet ikke har vist nogen neutrinoløs dobbelt-beta henfald efter to måneder. Men de sagde, at de planlægger at fortsætte eksperimentet i yderligere fem år for at indsamle flere data - mængden af ​​tid, der er nødvendig for at udelukke (eller finde) neutrinoløst dobbelt-beta forfald.

"Observationen om, at neutrinos er deres egne antipartikler, ville være en betydelig opdagelse og kræve, at vi omskriver den almindeligt accepterede standardmodel af partikelfysik.Det ville fortælle os, at der er en ny og anderledes mekanisme for materiel at have masse, "siger forsker Karsten Heeger, professor ved Yale University, til WordsSideKick.com.

Og selvom CUORE ikke helt kan vise, at neutrinoen er sin egen antipartikel, kan den teknologi, der anvendes i undersøgelsen, have andre anvendelser, siger Lindley Winslow, en assisterende professor i fysik ved Massachusetts Institute of Technology og en del af CUORE-teamet.

"Den teknologi, der køler CUORE ned til 10 mK, er den samme, der bruges til at afkøle superledende kredsløb til kvantemetode. Den næste generation af kvantecomputere kan leve i en Cryore-stil cryostat [en enhed, der holder temperaturen ekstremt kold]. kunne ringe til os tidlige adoptører, "fortæller Winslow WordsSideKick.com.

Oprindeligt udgivet den WordsSideKick.com.


Video Supplement: What are the universal human rights? - Benedetta Berti.




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

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com