Nevtrini so nekateri najpogostejši, radovedni in nedostopni dejavniki v fiziki delcev. Nekateri od njih so že od velikega poka in, tako kot ste to prebrali, so bili trilijoni prešli skozi vaše telo (in še več jih je na poti.) Toda kljub vseprisotnosti je nevtinore težko preučiti ravno zato, ker prezrite skoraj vse, kar je narejeno iz česar koli drugega. Zato ne preseneča, da tehtanje nevtrina ni tako preprosto, kot če bi vljudno prosili enega, naj stopi na tehtnico.
K sreči, da so fiziki delcev najetna skupina, vključno s tistimi na ameriškem ministrstvu za energetiko Fermilab, in se ne odpovedujejo svojemu najnovejšemu nevtrino safariju: NuMI izven osi za preizkus pojavljanja elektronov nevtrino ali NOvA. (Znanstveniki predstavljajo nevtrine z grško črko nu ozv.) Lov z majhno divjadjo je lovljenje nevtrinov na letenje in za to opravilo uporablja nekaj zelo velike opreme. In že so zajeli svoje prve nevtrine - še preden je njihova namestitev popolnoma končana.
Ustvarjen z razbijanjem protonov proti grafitnim tarčam v Fermilabovem objektu tik pred Chicagom v državi Illinois, se nevtrini zbirajo in izstrelijo v snopu 500 milj severozahodno od detektorja daleč na NOvA v reki Ash v Minnesoti, ki se nahaja ob kanadski meji. Prvi žarki so bili odstranjeni septembra 2013, medtem ko je bil objekt reke Ash še v gradnji.
"Da so bili prvi nevtrini odkriti še preden je končana namestitev detektorja NOvA, je pravi počast vsem vpletenim," je dejal fizik z univerze v Minnesoti Marvin Marshak, direktor laboratorija Ash River. "Ta zgodnji rezultat kaže, da bo sodelovanje NOvA pomembno prispevalo k našemu poznavanju teh delcev v ne tako oddaljeni prihodnosti."
Žare iz Fermilaba se sprožijo v dveh sekundah, vsaka pa pošlje milijardo nevtrinov neposredno proti detektorjem. Bližnji detektor pri Fermilabu potrdi prvotni "okus" nevtrinov v žarku, veliko večji daljinski detektor pa nato ugotovi, ali so se nevtrini spremenili med svojim tri milisekundnim meddržavnim potovanjem.
Tudi zato, ker nevtrini ne delujejo zlahka z navadnimi delci, lahko žarki zlahka potujejo naravnost skozi tla med napravami - kljub ukrivljenosti Zemlje. Dejansko snop, ki se začne 45 metrov pod tlemi v bližini Chicaga, na koncu med potovanjem preide več kot 10 milj globoko.
V sporočilu za javnost Fermilaba nevtinosi "prihajajo v treh vrstah, imenovanih okusi (elektroni, muon ali tau) in se med potovanjem spreminjajo med njimi. Oba detektorja eksperimenta NOvA sta postavljena tako daleč narazen, da dajeta nevtrinkom čas, da niha iz enega okusa v drugega, medtem ko potujeta s skoraj hitrostjo svetlobe. Čeprav je le delček večjega detektorja eksperimenta, imenovanega daljinski detektor, v celoti vgrajen, napolnjen s scintilatorjem in na tem mestu ožičen z elektroniko, je poskus že uporabil za snemanje signalov iz svojih prvih nevtrinov. "
50-metrski (15 m) visoki detektorski bloki so napolnjeni s tekočim scintilatorjem, ki je izdelan iz 95% mineralnega olja in 5% tekočega ogljikovodika, imenovanega psevdokumen, ki je strupen, vendar je "nujno potreben za postopek odkrivanja nevtrinov". Zmes povečuje vsako svetlobo, ki jo zadene, kar omogoča lažje zaznavanje in merjenje nevtinskih udarcev. (Vir)
"NOvA predstavlja novo generacijo eksperimentov z nevtrino," je dejal direktor Fermilaba Nigel Lockyer. "Ponosni smo, da smo dosegli ta pomemben mejnik na poti, da izvemo več o teh temeljnih delcih."
Po zaključku tega poletja bodo detektorji blizu in daleč detektorji NOvA tehtali 300 oziroma 14.000 ton.
Cilj eksperimenta NOvA je uspešno zajeti in izmeriti mase različnih okusov nevtinov in tudi ugotoviti, ali so nevtrini lastni anti delci (lahko bi bili enaki, saj jim manjka specifičen naboj.) S primerjanjem nihanj (tj. Okusa spremembe) muonskih nevtrinskih žarkov v primerjavi z muonskimi antineutrino žarki, ki so jih sprožili Fermilab, znanstveniki upajo, da bodo določili njihovo množično hierarhijo - in na koncu odkrili, zakaj vesolje trenutno vsebuje veliko več snovi kot protiimaro.
Preberite več: Neutrino odkrivanje bi lahko pomagalo slikati popolnoma novo sliko vesolja
Ko bo poskus popolnoma operiran, znanstveniki pričakujejo, da bodo vsak dan ujeli dragocenih nekaj nevtrinov - približno 5000 skupaj v času njegovega šestletnega delovanja. Do takrat imajo vsaj zdaj svojih prvih nekaj knjig.
»Videnje nevtrinov v prvih modulih detektorja v Minnesoti je pomemben mejnik. Zdaj lahko začnemo s fiziko. "
- Rick Tesarek, fizik Fermilab
Več o razvoju in gradnji eksperimenta NoVA:
(Videoposnetek: Fermilab)
Več o raziskovalnih ciljih NOvA najdete tukaj.
Vir: sporočilo za javnost Fermilaba
Sodelovanje NOvA sestavlja 208 znanstvenikov iz 38 institucij v ZDA, Braziliji, na Češkem, v Grčiji, Indiji, Rusiji in Veliki Britaniji. Poskus dobiva finančna sredstva od ameriškega ministrstva za energijo, Nacionalne znanstvene fundacije in drugih agencij za financiranje.
