Mokslas ir IT

2021.11.30 21:41

Fizikai džiūgauja: Didžiajame hadronų greitintuve pirmą kartą istorijoje pastebėtos ypatingos elementariosios dalelės

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2021.11.30 21:41

Didžiajame hadronų greitintuve (LHC) pirmą kartą atrasti neutrinai – itin mažos elementariosios dalelės, lakstančios beveik šviesos greičiu. Mokslininkų teigimu, toks atradimas turėtų leisti daugiau sužinoti apie tamsiosios materijos prigimtį.

Tarptautinė „Forward Search Experiment“ komanda, vadovaujama Kalifornijos universiteto Irvine (UCI) fizikų, pirmą kartą aptiko neutrinų kandidatus LHC, esančiame CERN, Šveicarijoje. Žurnale „Physical Review D“ tyrėjai aprašo, kaip stebėjo šešias neutrinų sąveikas per bandomąjį kompaktinio emulsijos detektoriaus „FASERnu“, įrengto LHC, paleidimą.

„Iki šio projekto dalelių greitintuve nebuvo pastebėta jokių neutrinų ženklų. Šis reikšmingas proveržis yra žingsnis link gilesnio šių sunkiai suvokiamų dalelių ir jų vaidmens Visatoje supratimo“, – „SciTechDaily“ sakė tyrimo bendraautoris Jonathanas Fengas, nusipelnęs fizikos ir astronomijos UCI profesorius.

Atliekant dalelių eksperimentus LHC, neutrinai gali susidurti su branduoliais švino ir volframo plokštelėse, taip susidaro dalelės, kurios palieka pėdsakus emulsijos sluoksniuose, panašiai kaip jonizuojančiosios spinduliuotės pėdsakai debesų kameroje, rašo „Science Alert“.

Plokštelės turi būti išryškintos kaip fotojuostos. Tada fizikai gali analizuoti dalelių pėdsakus, kad išsiaiškintų, kas juos sukūrė: ar tai buvo neutrinas ir jei taip, tuomet koks. Yra trys neutrinų rūšys – elektronų, miuonų ir tau – bei jų antineutrininiai atitikmenys.

Kaip LRT.lt teigė Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) mokslininkas Kastytis Zubovas, neutrinai yra viena iš elementariųjų dalelių rūšių, panašiai kaip elektronai ar kvarkai (iš pastarųjų susideda protonai ir neutronai).

„Neutrinai turi labai labai mažą masę, net ir lyginant su kitomis elementariosiomis dalelėmis, ir laksto beveik šviesos greičiu. Apskritai neutrinų Visatoje yra labai daug – kiekvieną sekundę per kiekvieną iš mūsų pralekia milijardai šių dalelių, daugiausia iš Saulės. Tačiau aptikti juos be galo sudėtinga, nes jie beveik nesąveikauja su jokia kita medžiaga. Didžiuliai detektoriai vandenynuose, Antarktidos ledynuose ar senų kasyklų šachtose naudojami kosminių neutrinų paieškai“, – tikino K. Zubovas.

Anot jo, neutrinų atradimas LHC svarbus dėl dviejų priežasčių. Pirmiausia – šie neutrinai sukurti aiškiomis kontroliuojamomis sąlygomis, taigi, jų savybes galima susieti su šaltinio savybėmis, ko negalima taip tiksliai padaryti kosminių neutrinų atveju. Antra – neutrinai yra labai energingi, tokių natūraliai pasitaiko nedažnai, todėl jų tyrimai padės geriau suprasti labai aukštos energijos dalelių elgesį.

„Neutrinai, atsirandantys vykstant branduolinėms reakcijoms, turi tam tikrą energiją, todėl juos aptikus galima tiksliau apskaičiuoti visos reakcijos energijos balansą. Šis atradimas yra bandomasis, juo išbandyta technologija. Nustačius, kad neutrinus aptikti įmanoma, planuojama įrengti gerokai didesnį detektorių, kuris leis pagauti milijardus šių dalelių. Taip mokslininkai daug geriau išsiaiškins neutrinų savybes bei juos gaminančių reakcijų detales.

Vienas įdomus klausimas, į kurį šie tyrimai gali padėti atsakyti, yra tamsiosios materijos prigimtis. Astronominiai stebėjimai rodo, kad daugiau nei 80 proc. Visatos materijos yra nematoma, t. y. neskleidžia jokios spinduliuotės, o su likusia medžiaga sąveikauja tik gravitaciškai. Jos prigimtis kol kas nežinoma, bet manoma, jog tai yra kokios nors dar neaptiktos elementariosios dalelės. Tai gali būti nauja neutrinų rūšis arba kokios nors kitos dalelės, kurių egzistavimą įrodyti galima vis detalesniais kontroliuojamais elementariųjų dalelių eksperimentais“, – LRT.lt paaiškino K. Zubovas.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt