Как «DUNE» может помочь разгадать загадки антиматерии и полную модель ученых Вселенной — Код НЛО | UFO code

На заброшенном руднике по добыче золота, близ Deadwood, Южная Дакота, началось создание, возможно, крупнейшего научным эксперимента в мире.

Как «DUNE» может помочь разгадать загадки антиматерии и полную модель ученых Вселенной

Как «DUNE» может помочь разгадать загадки антиматерии и полную модель ученых Вселенной

На заброшенном руднике по добыче золота, близ Deadwood, Южная Дакота, началось создание, возможно, крупнейшего научным эксперимента в мире. Я являюсь частью международной команды из около 1000 ученых, собранных для разработки и запуска этого проекта - Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) - для изучения наиболее распространенной, но неуловимой частицы материи во Вселенной.

При этом мы можем приблизиться к пониманию истоков материи и завершить научную модель того, как работает Вселенная. Вот почему британское правительство теперь выделило 65 миллионов фунтов стерлингов на проект, сделав Великобританию вторым по величине вкладчиком в проект после США.

Физики частиц, подобные мне, очарованы нейтрино из-за их необычных свойств, которые могут быть непосредственно связаны с явлениями, которые могли бы объяснить структуру Вселенной. Нейтрино являются одной из фундаментальных частиц, которые нельзя разбить на что-либо еще. Они повсюду, но чрезвычайно трудно поймать, поскольку они почти не имеют массы, не заряжаются и редко взаимодействуют с другими частицами.

Около 100 миллиардов из них проходят через наши кончики пальцев каждую секунду, но почти все они проходят через Землю, не оставляя следов. Большинство этих нейтрино происходят от ядерных реакций, питающих солнце. Нейтрино также происходят из космических лучей, попадающих в атмосферу, или взрывающихся звезд. Их также обильно произвели сразу после рождения Вселенной.

Эксперимент в 1300 км. DUNE

Это означает, что, изучая нейтрино и сравнивая их с их аналогами «антинейтрино», мы могли бы разобраться в том, что произошло в начале Вселенной, что означало, что это было бы главным образом из материи, а не антиматерии. Эксперименты, основанные на обнаружении нейтрино, также могут помочь нам выяснить, распадаются ли протоны, ключевое доказательство того, что доказательства некоторых ученых о том, как большинство сил в физике могут быть объяснены с помощью «великой единой теории».

Для этого DUNE будет стрелять лучами нейтрино из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в штате Иллинойс, США, вдоль 1,300-километровой подземной траектории в Сэнфордский подземный исследовательский центр в Южной Дакоте. Для сравнения, круговой ускоритель частиц Большого адронного коллайдера, используемый для обнаружения бозона Хиггса, составляет всего 27 км по окружности, хотя частицы DUNE будут перемещаться по земле, а не специально сконструированному туннелю.

Обнаружение нейтрино

Нейтрино бывают трех типов или «ароматизаторов», как их называют: электрон-нейтрино, мюон-нейтрино и тау-нейтрино. Нейтрино, выходящие из Фермилаба, будут в основном мюонным ароматом, но они могут меняться или «колебаться» по мере их перемещения. Обнаружение этих колебаний является тем, что даст определенные ответы на вопросы о природе нейтрино и его роли во Вселенной.

Нейтрино можно обнаружить путем записи света, заряда и типа частиц, которые они производят, когда они контактируют с некоторыми жидкостями. Когда придет каждое нейтрино, оно создаст частицу, соответствующую ее вкусу. Например, электрон-нейтрино будет генерировать электрон, а мюон-нейтрино будет генерировать мюон. Если мы сможем обнаружить электроны, то мы знаем, что мюон-нейтрино изменили свой вкус, когда они путешествовали.

DUNE будет использовать четыре больших резервуара, каждый из которых содержит 10 000 тонн жидкого аргона, удерживаемого при температуре -186 ℃, для обнаружения нейтрино с гораздо большей точностью, чем предыдущие эксперименты, которые были меньшими или использовали резервуары, наполненные водой. Эксперимент должен проходить примерно в одну милю метро, чтобы защитить детекторов от переполнения поддельными сигналами нейтрино от космического излучения, которое бомбардирует Землю.

Нейтрино в жидком аргоне. MicroBooNE

Огромная чувствительность, создаваемая с помощью этого метода, также поможет обнаружить всплески нейтрино из космоса. Например, в 1987 году близкая взрывоопасная звезда (сверхновая) привела к тому, что все нейтринные детекторы в мире регистрировали 25 нейтринных событий. DUNE сможет наблюдать тысячи рассеяний нейтрино в течение примерно десяти секунд для подобной сверхновой. Анализ состава и временной структуры такого импульса нейтрино революционизирует наше понимание сверхновых и свойств нейтрино.

Решение загадки антивещества

Все это должно помочь нам ответить на несколько ключевых вопросов о нейтрино, например об их массе. Нейтрино настолько малы, что их масса, вероятно, не создана Хиггсом Бозоном, недавно обнаруженным Большим адронным коллайдером, так же, как и большинство других элементарных частиц. Вместо этого их масса может исходить от очень тяжелых партнерских нейтрино, которые быстро разлагаются после образования.

Эти партнерские нейтрино сыграли бы ключевую роль в ранней эволюции Вселенной и могли бы также объяснить, почему в Вселенной гораздо больше материи, чем антиматерии. DUNE также поможет нам определить, ведут себя ли нейтрино и их антиматериальные эквиваленты, антинейтрино, что является дополнительным доказательством доминирования материи.

Поскольку большие количества аргона в детекторе содержат много протонов, DUNE также является идеальным экспериментом для поиска распада протона. В нашей нынешней «стандартной модели» физики, описывающей все основные частицы, протоны не могут распадаться. Но многие из великих объединенных теорий, которые ученые собирают, чтобы объяснить все силы во Вселенной (кроме гравитации), предсказывают, что протоны действительно распадаются очень медленно.

До сих пор у нас нет доказательств распада протона, но если это произойдет, то DUNE должен иметь возможность обнаруживать и находить его внутри жидкого аргона с миллиметровой точностью. Это может помочь доказать, правильна ли какая-либо из великих объединенных теорий, и снова может дать больше информации о доминировании материи над антиматерией.

Новое финансирование вместе с объединенными усилиями ученых со всего мира поставит нас на путь записи первых событий в DUNE в 2024 году. Это означает, что в течение следующего десятилетия мы могли бы решить некоторые из самых больших загадок вселенной.

Источник

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Зачем прилетают НЛО?

Считается, что впервые загадочные объекты в воздухе, ныне всем известные НЛО, были достоверно зарегистрированы в годы Второй мировой войны. 14 октября 1943 года во время бомбежки немецкого города

Похищаемые и их свидетельские показания

Я понимаю, что интеграция пришельцев в человеческое общество звучит смешно. Идея, что чужеродно/человеческие гибриды живут на Земле, по природе нелепа. Моим любимым вопросом во время интервью был

Авторизация

Поделиться ...