SuperKamiokande: τα νετρίνα αλλάζουν γεύση τη νύχτα

Kamioka Observatory/ICRR /Univ. of Tokyo

Πριν από περίπου 30 χρόνια είχε προταθεί πως τα νετρίνα αλλάζουν «γεύση» όταν διασχίζουν πυκνές ποσότητες ύλης. Έπειτα από 18 χρόνια ερευνών, τα πειράματα στον ανιχνευτή νετρίνων Super SuperKamiokande στην Ιαπωνία έρχονται να επιβεβαιώσουν τη συγκεκριμένη θεωρία.

Τα νετρίνα είναι ίσως τα σωματίδια που περιστοιχίζονται από τα μεγαλύτερα μυστήρια, τουλάχιστον σε σχέση με τα υπόλοιπα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια. Έχουν μία πολύ μικρή μάζα, αν και αυτή δεν έχει μετρηθεί ποτέ πειραματικά, ενώ όντας ηλεκτρικά ουδέτερα αντιδρούν πολύ ασθενώς με την ύλη, κάτι που πρακτικά τους επιτρέπει να τη διαπερνούν δίχως να συναντούν εμπόδια.

Χαρακτηριστικό είναι πως 65 δισεκατομμύρια νετρίνα με προέλευση τον Ήλιο διαπερνούν κάθε τετραγωνικό εκατοστό μας κάθε δευτερόλεπτο, χωρίς να γίνονται αντιληπτά. Τουλάχιστον όχι δίχως τη βοήθεια τεράστιων ανιχνευτών όπως ο SuperKamiokande ή το ΝESTOR στην Πήλο. 

Ο SuperKamiokande στον οποίο έγινε η ανακάλυψη, αποτελείται από μία δεξαμενή 50.000 τόνων νερού θαμμένη εντός ενός βουνού, 300 χλμ δυτικά του Τόκιο, στην οποία βρίσκονται 11.000 φωτοανιχνευτές, έτοιμοι να σημάνουν το πέρασμα κάποιου νετρίνου.

Τα νετρίνα χωρίζονται σε τρεις τύπους (ή γεύσεις): νετρίνα ηλεκτρονίων, μιονίων και ταυ. Αυτό που αποκάλυψαν οι ερευνητές στον ιαπωνικό ανιχνευτή, είναι πως τα νετρίνα ηλεκτρονίων με προέλευση από τον Ήλιο που λαμβάνουν τη νύχτα είναι περισσότερα σε σύγκριση με αυτά που λαμβάνουν κατά τη διάρκεια της ημέρας. Καθώς τη νύχτα, τα νετρίνα έχουν διασχίσει τη Γη σε σύγκριση με τη μέρα όπου φτάνουν κατευθείαν από τον Ήλιο, η συγκεκριμένη παρατήρηση ενισχύει την άποψη πως αλλάζουν γεύσεις καθώς διασχίζουν την ύλη.

Τα νετρίνα είναι γνωστό πως αλλάζουν γεύση ούτως η άλλως κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους, ακόμη και στον κενό χώρο. Σε ενέργειες της τάξης των 2 MeV για παράδειγμα, σχεδόν τα μισά νετρίνα ηλεκτρονίων από τον Ήλιο αλλάζουν γεύση πριν φτάσουν στη Γη, και σε μεγαλύτερες ενέργειες το ίδιο συμβαίνει για ακόμη περισσότερα, κάτι που σημαίνει πως θα πρέπει να λαμβάνονται στους επίγειους ανιχνευτές λιγότερα τέτοια νετρίνα από το αναμενόμενο (ένα φαινόμενο που ονομάζεται Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein από τα ονόματα των εμπνευστών του).

Πέρα όμως από την επιβεβαίωση του φαινομένου MSW, οι φυσικοί ανακάλυψαν στα δεδομένα του SuperKamiokande μια αύξηση 3.2% στα νετρίνα ηλεκτρονίων τις νυχτερινές ώρες. Με άλλα λόγια, η Γη «ανάγκασε» κάποια από τα νετρίνα των άλλων 2 ειδών να ξαναγυρίσουν σε νετρίνα ηλεκτρονίου, αντιστρέφοντας την αλλαγή που είχαν υποστεί στο ταξίδι τους από τον Ήλιο.

Αν και θα χρειαστεί ακόμη κάποιος καιρός για να επιβεβαιωθεί η επιστημονική ανακάλυψη, οι ερευνητές πιστεύουν πως το συγκεκριμένο φαινόμενο μπορεί να φανεί πολύ χρήσιμο σε διάφορες εφαρμογές, όπως για παράδειγμα την έρευνα του εσωτερικού της Γης μέσω της αλλαγής γεύσης των νετρίνων.

naftemporiki.gr - physics.aps.org

physicsgg

ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟ ΕΝΑΤΟ ΚΥΜΑ