Wist je dat antimaterie de duurste stof ter wereld is? Volgens officiële NASA-cijfers is één milligram positronen van deze zeldzame stof ongeveer $ 25 miljoen waard! Tegelijkertijd is het nauwelijks mogelijk om antimaterie te verkrijgen in laboratoriumomstandigheden omdat alle eerdere pogingen om een unieke energiebron te creëren zijn mislukt. Waarom? Het lijkt erop dat het antwoord op deze vraag verborgen kan zijn in heel gewone en tegelijkertijd mysterieuze deeltjes - neutrino's.
Wat is antimaterie?
In de natuurkunde is antimaterie gewoon het 'tegenovergestelde' van materie. Het punt is dat antimaterie-deeltjes altijd dezelfde massa hebben als hun tegenhangers, terwijl ze ietwat andere "omgekeerde" eigenschappen bezitten. Protonen in materie hebben dus een positieve lading en antiprotonen hebben een negatieve lading. Antimaterie kan theoretisch in het laboratorium worden gecreëerd door botsende hoogenergetische deeltjes, maar deze gebeurtenissen creëren bijna altijd gelijke delen van zowel antimaterie als materie, en wanneer twee tegengestelde deeltjes met elkaar in contact komen, worden beide vernietigd in een krachtige golf van pure energie.
Wat natuurkundigen verbaast, is dat bijna alles in het universum, inclusief de mens, van materie is gemaakt, in plaats van gelijke delen van materie en antimaterie. Op zoek naar ideeën die zouden kunnen verklaren wat ons universum ervan weerhoudt om afzonderlijke sterrenstelsels van antimaterie te creëren, hebben onderzoekers enig bewijs gevonden dat het antwoord misschien schuilt in zeer gewone maar slecht begrepen deeltjes die de mensheid bekend staan als neutrino's.
Kunnen neutrino's interageren in antimaterie?
Om vragen over de aard van antimaterie te kunnen beantwoorden, publiceerde een team van onderzoekers onder leiding van Christopher Moher onlangs de resultaten van de eerste reeks experimenten gericht op het bestuderen van de eigenschappen van neutrino's. Dus, volgens de plannen van wetenschappers, kan in de zeer nabije toekomst een speciaal diepzee-neutrino-experiment (DUNE) worden uitgevoerd door een persoon, namelijk het creëren van een experimentele installatie voor onderzoek naar neutrinowetenschap en deeltjesfysica.
Promotie video:
Om de aard van de interactie tussen neutrino's en antimaterie te begrijpen, zijn wetenschappers van plan om een uniek ondergronds instrument genaamd DUNE te creëren.
Om vragen over de aard van antimaterie te kunnen beantwoorden, publiceerde een team van onderzoekers onder leiding van Christopher Moher onlangs de resultaten van de eerste reeks experimenten gericht op het bestuderen van de eigenschappen van neutrino's. Dus, volgens de plannen van wetenschappers, kan in de zeer nabije toekomst een speciaal diepzee-neutrino-experiment (DUNE) worden uitgevoerd door een persoon, namelijk het creëren van een experimentele installatie voor onderzoek naar neutrinowetenschap en deeltjesfysica.
Momenteel voeren bekende deeltjesversnellers, zoals de Large Hadron Collider bij CERN, experimenten uit met quarks - deeltjes die de protonen en neutronen van de atoomkern "construeren". Door deze experimenten is enig bewijs gevonden dat materie en antimaterie inderdaad symmetrisch zijn. Tegelijkertijd duiden experimenten op leptonen - licht, dat zwak in wisselwerking staat met materiedeeltjes, erop dat deze deeltjes de universele asymmetrie van standaard materie en antimaterie vollediger zouden kunnen verklaren.
Het probleem met het bestuderen van neutrino's is dat deze kleine deeltjes zelden een wisselwerking hebben met andere deeltjes. Het vinden van deze zeldzame interacties betekent dat onderzoekers grote aantallen neutrino's gedurende lange tijd moeten bestuderen. Bovendien kan de constante flux van muonen die worden geproduceerd door interacties met kosmische straling in de bovenste atmosfeer het moeilijk maken om reeds zeldzame interacties te detecteren.
De onderzoekers geloven dat om een dergelijk probleem op te lossen dat de studie van neutrinodeeltjes bedreigt, we ongeveer anderhalve kilometer de aarde in moeten, verschillende 10-ton-detectoren moeten bouwen en ze van binnenuit moeten vullen met vloeibaar argon. Meteen daarna wordt aan wetenschappers voorgesteld om een neutrinostraal in de richting van de installatie te lanceren, die eerder gemaakt moet worden in een nabijgelegen deeltjesversneller. Volgens de auteurs van het DUNE-programma zal deze installatie zich tegen 2022 bevinden in het ondergrondse onderzoekscentrum Sanford nabij Chicago, en misschien zal het kunnen helpen bij het bestuderen van de eigenschappen van de interactie van neutrino's en antimaterie.
Ondanks het feit dat de studie van neutrinodeeltjes meer dan een dozijn jaar kan duren, zijn de auteurs van mening dat het DUNE-project niet alleen veel schijnbaar onoplosbare vragen op het gebied van astrofysica, wiskunde en deeltjesfysica beantwoordt, maar dat het zelfs een sleutel tot begrip bevat. van hoe en waarom jij en ik in ons universum konden verschijnen. Maar dit is al spannend.
Daria Eletskaya
