Sponsored links

Proiectul CUORE: pe urmele neutrinilor

Stiinta si Tehnologie

Virale / Stiinta si Tehnologie 10 vizualizari 0

Proiectul CUORE: pe urmele neutrinilor

 

Recent la laboratorul subteran italian de la Gran Sasso a fost inaugurat experimentul CUORE. CUORE vânează procese nucleare care ar putea ajuta la descifrarea misterului neutrinilor şi cel al dispariţiei antimateriei din Univers.


Neutrinii sunt cele mai misterioase particule din cadrul modelului standard al fizicii particulelor elementare. Există neutrini de trei tipuri; cei electronici, cei miuonici şi, în final, cei tauonici, care apar în procese de dezintegrare în care sunt emişi electroni, miuoni sau particule tău.

În prezent se ştie că neutrinii, care nu au sarcina electrică, au o masă. Acest lucru a fost dedus din aşa-numita oscilaţie a neutrinilor, un proces cuantic în urma căruia neutrini de un tip se pot transforma în neutrini de alt tip, posibil doar dacă neutrinii au masă.

Nu se cunoaşte însă masa neutrinilor: aceasta este extrem de mică şi toate proiectele de cercetare care au încercat să o măsoare până la ora actuală au putut doar fixa limite superioare, fără să fie capabile să determine această cantitate.

Un alt mister învăluie neutrinii: datorită faptului că aceştia nu au sarcină electrică este posibil ca neutrinii şi antineutrinii (antiparticula neutrinului) să fie una şi aceeaşi particulă, însă acest lucru nu a fost până acum confirmat experimental.

În acest context un nou experiment la laboratorul subteran de la Gran Sasso (în Italia) ar putea rezolva misterul neutrinilor şi, împreună cu acesta, şi cel al dispariţiei antimateriei din Univers imediat după Big Bang. În inima muntelui Gran Sasso a fost recent inaugurat experimentul CUORE (inima, în limba romană), Cryogenic Underground Observatory for Rare Events, care încearcă să măsoare aşa-numitele dezintegrări nucleare beta duble fără emisie de neutrini.  Acest tip de procese nucleare transformă doi neutroni dintr-un nucleu în doi protoni, cu emisie de doi electroni şi doi antineutrini electronici. Dacă însă neutrinul şi antineutrinul sunt una şi aceeaşi particulă procesul ar putea să aibă loc fără emisie de neutrini.

 


Criostatul în care sunt plasate detectoarele Cuore

 

În cadrul colaborării CUORE participă 125 de oameni de ştiinţă din 25 de ţări. CUORE este alcătuit dintr-o serie de detectoare formate din cristale de dioxid de telur, cu o greutate totală de  741 de kilograme. Aceste cristale sunt menţinute la o temperatură extrem de joasă de doar 10 milikelvin, adică doar 10 miimi de grad faţă de zero absolut!

CUORE funcţionează precum un termometru: când este înregistrată o particulă în detector temperatura acestuia creşte şi permite cercetătorilor să obţină informaţii despre procesele măsurate. În cadrul experimentului CUORE, cristalele de TeO2 sunt atât detectoarele de particule, cât şi cele care generează semnalul de dublă dezintegrare beta. 

Cei 1.400 de metri de munte deasupra aparatului elimină, absorbindu-le, mare parte din aşa-numitele raze cosmice, particule care ajung pe Pământ din Univers, şi care ar deranja măsurătoarea neutrinilor. Pe lângă munte experimentul are şi alte ecrane de protecţie faţă de radiaţia ambientală, alcătuite din plumb roman şi cupru special, care are o radioactivitate intrinsecă foarte redusă.

Plumbul roman este un  plumb recuperat de pe navele romane scufundate acum mai bine de 2.000 de ani, care are o radioactivitate extrem de mică după ce a stat pe fundul mării atâţia ani (mare parte din elementele radioactive au avut tot timpul să se dezintegreze).

După două luni de achiziţie de date s-a ajuns la o sensibilitate a experimentului echivalentă cu cea a prototipului care a funcţionat anterior circa 2 ani de zile. Urmează o perioadă de achiziţie de date care va dura ani de zile, în căutarea acestor procese care, dacă există, sunt extrem de rare. Se aşteaptă ca să aibă loc o dublă dezintegrare beta fără emisie de neutrini în cazul unui singur nucleu o dată la 10 urmat de 25 de zerouri de ani! Este tocmai acesta motivul pentru care în CUORE se utilizează o masă mare de cristale de telur – tocmai pentru a avea un număr enorm de nuclee şi a se amplifica numărul de dezintegrări aşteptate.

CUORE va contribui în mod decisiv în următorii ani la descifrarea misterului neutrinilor: prin prima măsurătoare a proceselor de dezintegrare nucleară care ne arată că neutrinul şi antineutrinul sunt aceeaşi particulă sau prin obţinerea de limite extreme asupra probabilităţii acestui proces. Oricare va fi rezultatul, va avea implicaţii inclusiv în studiul dispariţiei antimateriei din Univers.

[...]
Va recomandam:

www.MegaEpub.NET

|

www.SmashToDust.com

Sponsored links

Comentarii