Naučnici pronašli znakove skrivenog univerzuma na dnu okeana

Na konferenciji u junu, fizičar Joao A. B. Coelho iz Francuske laboratorije za astročestice i kosmologiju predstavio je projekat koji koristi veliki broj sferičnih veštačkih očiju koje bi nam pomogle da otkrijemo neuhvatljive neutrino čestice ispod okeana. Ove “oči” su zatvorene u sferu, a te sfere su zatim smeštene u još jednu sferu. Da li bi masivna instalacija na morskom dnu kod obale Sicilije mogla pomoći u pronalaženju više tajanstvenih (ali brojnih) neutrina u univerzumu?

Izgradnja postrojenja ili infrastrukture pod dubokim morem predstavlja ogroman izazov. Na oko 3.500 metara dubine u Sredozemnom moru, deo ARCA KM3NeT istraživačke platforme izložen je pritisku od oko 348 atmosfera. U poređenju sa jednom atmosferom pritiska koju doživljavamo na nivou mora, možete steći predstavu o intenzitetu uslova na toj dubini. Međutim, duboko pod vodom, senzori imaju bolju šansu da detektuju neutrine jer su zaštićeni od elektromagnetnog šuma sa površine.

Nova mreža senzora za neutrine postavljena na dno Sredozemnog mora

Ovi klasteri senzora koji su zakačeni na vertikalne niti duge 700 metara, otkrivaju i razdvajaju tri različita sloja čestičnog šuma. Prvi sloj je prirodno prisutni “optički šum”, koji Coelho objašnjava kao većinom potekao od raspada radioaktivnog izotopa kalijuma 40. Ovaj šum je toliko postojan da zapravo može pomoći u kalibraciji instrumenata, a može i otkriti neutrine izbačene iz supernova (koji imaju drugačiji potpis od ostalih koji su detektovani na ovim mašinama).

Drugi sloj šuma su kosmički zraci iz svemira. Oni neprestano udaraju u Zemljinu atmosferu i postaju vatrometi čestica kada se sudare sa jezgrima atoma. Ove čestice, kako Coelho objašnjava, su mioni koji se brzo raspadaju, stvarajući optički šum koji takođe može pomoći u kalibraciji, kao i u rešavanju nekih nerešenih problema sa postojanjem miona.

Popular Mechanics

Konačno, treći sloj je mesto gde dolaze neutrini iz Zemljine atmosfere. Neki od kosmičkih zraka koji udaraju u našu atmosferu stvaraju mione koji se, zauzvrat, raspadaju u mion-neutrine. Na neki čudan način, to je kao avokado koji dolazi iz svemira. Kada ‘avokado’ (kosmički zrak) udari u jezgro, gubi svoju ‘kožu’, ostavljajući manje stabilno ‘meso’ (mion) ispod. Zatim se to meso uklanja fizikom, ostavljajući samo ‘seme’ (mion-neutrino). Ono što ovde tražimo je upravo taj neutrino.

Neutrini su toliko sitni da mogu lako proći kroz gotovo bilo šta, uključujući vodu i samu Zemlju. “Zemlja je odličan štit protiv kosmičkih zraka, ali neutrini ne mare za to,” objasnio je Coelho na jednoj prezentaciji. Tako senzori na dubokomorskoj ARCA platformi mogu detektovati ove najmanje čestice, kao i informacije koje nam govore o njihovom “ukusu”.

Na konferenciji, Coelho je bio suzdržan u vezi sa predstojećim vestima iz ARCA i KM3NeT. Nature izveštava da je ARCA već detektovala verovatno najenergičniji neutrino do sada i za razliku od opuštenih neutrina stvorenih u našoj atmosferi, ovaj verovatno potiče iz nečega “kataklizmičnog” u udaljenom kosmosu. Tajno oružje ARCA-e je četvrti sloj koji ignoriše sve prethodne šumove kako bi pojačao energetske neutrine iz daljine.

Na ovom nivou energije, objasnio je Coelho, gotovo uvek je vrlo mračno. Kada su se mnogi ARCA senzori osvetlili nečim neočekivanim i vrlo svetlim događajem, svi naučnici su to primetili. Potpis energetski bogatog neutrina izgleda da je pružio ARCA-i osnovu za nastavak potrage za neutrinima iz kosmosa i za njihove eksplozivne izvore, piše Popular Mechanics.