Знаете ли, че най-скъпото вещество в света е антиматерията? Според официалните данни на НАСА един милиграм позитрони на това рядко вещество струва приблизително 25 милиона долара! В същото време едва ли е възможно да се получи антиматерия в лабораторни условия поради факта, че всички предишни опити за създаване на уникален източник на енергия са се провалили. Защо? Изглежда, че отговорът на този въпрос може да се крие в много често срещани и в същото време мистериозни частици - неутрино.
Какво е антиматерия?
Във физиката антиматерията е просто „противоположната“материя. Въпросът е, че антиматериалните частици винаги имат същата маса като техните колеги, като същевременно притежават малко по-различни „обърнати“свойства. И така, протоните в материята имат положителен заряд, а антипротоните имат отрицателен заряд. Антиматерията теоретично може да бъде създадена в лабораторията чрез сблъскване на високоенергийни частици, обаче, тези събития почти винаги създават равни части както на антиматерията, така и на материята, а когато две противоположни частици влизат в контакт помежду си, и двете се унищожават в мощна вълна от чиста енергия.
Това, което загадъците физиците е, че почти всичко във Вселената, включително хората, е направено от материя, а не от равни части материя и антиматерия. Търсейки идеи, които биха могли да обяснят какво предпазва нашата Вселена от създаването на отделни галактики, направени от антиматерия, изследователите откриха някои доказателства, че отговорът може да се крие в много често срещани, но слабо разбрани частици, известни на човечеството като неутрино.
Могат ли неутрино да взаимодействат в антиматерията?
За да можем да отговорим на въпросите за същността на антиматерията, наскоро екип от изследователи, ръководен от Кристофър Мохер, публикува резултатите от първия набор от експерименти, насочени към изследване на свойствата на неутрино. И така, според плановете на учените, в съвсем близко бъдеще човек може да проведе специален експеримент с дълбоководни неутрино (DUNE), който представлява създаването на експериментална настройка за изследване на науката за неутрино и физиката на частиците.
Промоционално видео:
За да разберат същността на взаимодействието на неутрино и антиматерия, учените планират да създадат уникален подземен инструмент, наречен DUNE.
За да можем да отговорим на въпросите за същността на антиматерията, наскоро екип от изследователи, ръководен от Кристофър Мохер, публикува резултатите от първия набор от експерименти, насочени към изследване на свойствата на неутрино. И така, според плановете на учените, в съвсем близко бъдеще човек може да проведе специален експеримент с дълбоководни неутрино (DUNE), който представлява създаването на експериментална настройка за изследване на науката за неутрино и физиката на частиците.
Понастоящем добре известните сблъсъци на частици, като Големия адронен сблъсък в CERN, провеждат експерименти върху кварки - частици, които „изграждат“протоните и неутроните на атомното ядро. Чрез тези експерименти са открити някои доказателства, че материята и антиматерията наистина са симетрични. В същото време експериментите върху лептони - леки, слабо взаимодействащи с частици материя, намекват, че тези частици биха могли да обяснят по-пълно универсалната асиметрия на стандартната материя и антиматерията.
Проблемът с изучаването на неутрино е, че тези малки частици рядко взаимодействат с други частици. Намирането на тези редки взаимодействия означава, че изследователите трябва да изучават голям брой неутрино за дълги периоди от време. Освен това постоянният поток от мюони от космически лъчеви взаимодействия в горната атмосфера може да затрудни откриването на вече редки взаимодействия.
Изследователите смятат, че за да разрешим такъв проблем, който заплашва изучаването на неутрино частици, е необходимо да се спуснем на около един и половина километра в Земята, като изградим няколко 10-тонови детектора и ги запълним отвътре с течен аргон. Веднага след това на учените се предлага да изстрелят неутрино лъч в посока на инсталацията, който преди това трябва да бъде направен в близък ускорител на частици. Според авторите на програмата DUNE, тази инсталация ще бъде разположена до 2022 г. в подземния изследователски център в Санфорд близо до Чикаго и, може би, ще може да помогне при проучването на свойствата на взаимодействието на неутрино и антиматерия.
Въпреки факта, че изследването на частици неутрино може да отнеме повече от десетина години, авторите смятат, че проектът DUNE може не само да отговори на много на пръв поглед неразрешими въпроси от областта на астрофизиката, математиката и физиката на частиците, но дори може да съдържа ключ за разбиране за това как и защо ние и аз успяхме да се появим в нашата Вселена. Но това вече е вълнуващо.
Дария Елецкая
