Terletak 700 meter Di bawah tanah dekat kota Jiangmen di Cina selatan, sebuah bola raksasa – berdiameter 35 meter dan diisi dengan lebih dari 20.000 ton cairan – baru saja memulai misi yang akan berlangsung selama beberapa dekade. Ini JunoObservatorium Neutrino Bawah Tanah Jiangmen, percobaan baru, skala besar yang mempelajari beberapa partikel paling misterius dan sulit dipahami yang dikenal oleh sains.
Neutrino adalah paling banyak partikel yang berlimpah di alam semesta dengan misa. Mereka adalah partikel mendasar, yang berarti mereka tidak pecah menjadi bagian -bagian konstituen yang lebih kecil, yang membuatnya sangat kecil dan sangat ringan. Mereka juga tidak memiliki muatan listrik; Mereka netral – oleh karena itu nama mereka. Semua ini berarti bahwa mereka sangat sering tidak berinteraksi dengan materi lain yang bersentuhan dengan mereka, dan dapat melewatinya tanpa memengaruhinya, membuat mereka sulit untuk diamati. Karena alasan inilah mereka kadang -kadang disebut sebagai “partikel hantu.”
Mereka juga memiliki kemampuan untuk menggeser (atau “berosilasi”) antara tiga bentuk yang berbeda, juga dikenal sebagai “rasa”: elektron, mu, dan tau. (Perhatikan bahwa neutrino rasa elektron berbeda dari elektron; yang terakhir adalah jenis partikel fundamental yang berbeda, dengan muatan negatif.)
Fakta bahwa neutrino berosilasi dibuktikan oleh fisikawan Takaaki Kajita dan Arthur Bruce McDonald. Dalam dua percobaan terpisah, mereka mengamati bahwa neutrino rasa elektron berosilasi menjadi neutrino rasa mu dan tau. Akibatnya mereka menunjukkan bahwa partikel -partikel ini memiliki massa, dan bahwa massa masing -masing rasa berbeda. Untuk ini, mereka memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 2015.
Seorang penjelasan tentang osilasi neutrino dari Laboratorium Akselerator Nasional Fermi.
Tetapi fakta penting namun masih belum diketahui adalah bagaimana massa ini dipesan – yang dari tiga rasa memiliki massa terbesar, dan yang paling sedikit. Jika fisikawan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang massa neutrino, ini dapat membantu menggambarkan perilaku dan evolusi alam semesta dengan lebih baik. Di sinilah Juno masuk.
Eksperimen yang unik
Neutrino tidak dapat dilihat dengan detektor partikel konvensional. Sebaliknya, para ilmuwan harus mencari tanda -tanda langka dari mereka berinteraksi dengan materi lain – dan inilah yang terjadi Lingkungan raksasa Juno adalah untuk. Disebut scintillator, diisi dengan cairan internal yang sensitif yang terdiri dari pelarut dan dua senyawa fluoresen. Jika neutrino yang melewati masalah ini berinteraksi dengannya, itu akan menghasilkan kilatan cahaya. Di sekitar cairan adalah kisi stainless steel besar yang mendukung serangkaian besar sensor cahaya yang sangat sensitif, yang disebut tabung photomultiplier, mampu mendeteksi bahkan satu foton tunggal yang diproduksi oleh interaksi antara neutrino dan cairan, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat diukur.
“Eksperimen Juno mengambil warisan pendahulunya, dengan perbedaan bahwa itu jauh lebih besar,” kata Gioacchino Ranucci, wakil kepala percobaan dan mantan kepala Borexino, percobaan pemburu neutrino lainnya. Salah satu fitur utama Juno, Ranucci menjelaskan, adalah bahwa Juno dapat “melihat” baik neutrino dan rekan antimateri mereka: Antineutrinos. Yang pertama biasanya diproduksi di atmosfer Bumi atau dengan pembusukan bahan radioaktif di kerak bumi, atau yang lain tiba dari luar angkasa—Mendong dari bintang, lubang hitam, supernova, atau bahkan Big Bang. Antineutrino, bagaimanapun, diproduksi secara artifisial, dalam hal ini oleh dua pembangkit listrik tenaga nuklir yang terletak di dekat detektor.
“Ketika mereka menyebar, neutrino dan antineutrino terus berosilasi, berubah menjadi satu sama lain,” kata Ranucci. Juno akan dapat menangkap semua sinyal ini, ia menjelaskan, menunjukkan bagaimana mereka berosilasi, “dengan presisi yang belum pernah tercapai sebelumnya.”
Tujuan utama Juno adalah menemukan solusi untuk masalah pemesanan massa neutrino. Diketahui bahwa neutrino rasa elektron memiliki berat kurang dari neutrino rasa mu, tetapi belum dipahami apakah rasa neutrino ketiga, tau, beratnya lebih dari dua lainnya (dalam hal ini, kita akan berbicara tentang hierarki langsung) atau tidak (dalam hal ini, hierarki terbalik). Dengan mengukur, dalam resolusi yang sangat tinggi, spektrum energi antineutrino dari reaktor, Juno bertujuan untuk menunjukkan apakah hierarki normal atau terbalik. Kolaborasi ini mengharapkan bahwa setelah sekitar enam tahun pengumpulan data, ia harus memiliki sesuatu yang mendekati temuan yang signifikan secara statistik sebagai jawaban atas pertanyaan tersebut.
Sinyal neutrino terdeteksi oleh Juno pada 24 Agustus.Gambar: Kolaborasi Juno
Tapi itu tidak semua yang ada untuk percobaan. Pada tahap selanjutnya, itu bisa membantu memecahkan misteri yang lebih dalam tentang apa yang disebut Majorana Neutrino-partikel berteori yang belum pernah diamati. (Partikel -partikel Majorana adalah partikel -partikel yang secara bersamaan juga antipartikel mereka sendiri; oleh karena itu Majorana neutrino adalah neutrino dan antineutrino -nya.) Mampu memahami apakah neutrino adalah partikel Majorana, tidak ada yang lebih penting, tidak ada yang diamati, tidak ada yang diamati, tidak ada yang diamati, tidak ada yang diamati, tidak ada masalah yang diamati, tidak ada yang diamati di alam semesta.
Kisah ini awalnya muncul di Kabel Italia dan telah diterjemahkan dari Italia.
