Rezolvând ghicitori de fizică, la o milă sub pământ
În context: Neutrinii sunt printre cele mai evazive particule elementare descoperite vreodată. Ele posedă o masă extrem de mică, interacționează rar cu materia obișnuită, dar pot deține cheia pentru a răspunde la unele dintre cele mai fundamentale întrebări din fizica particulelor.
Cercetătorii care supraveghează Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) de la Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) au finalizat prima fază a unui proiect științific major gestionat de unități din SUA. Inginerii și muncitorii în construcții au îndepărtat 800.000 de tone de rocă din Sanford Underground Research Facility din Lead, Dakota de Sud, făcând loc unuia dintre cele mai ambițioase proiecte de cercetare privind neutrinii și natura lor evazivă.
Săpătura subterană a fost terminată în august, iar Departamentul de Energie al SUA prezintă acum planuri pentru modul în care cercetătorii vor utiliza noul sistem de caverne, situat la o milă sub pământ. Această facilitate va găzdui o serie de detectoare de neutrini masive, cu șapte etaje, și echipamentul științific necesar al acestora, aducând proiectul la viață în următorii ani.
LBNF-DUNE este o colaborare internațională care vizează „deblocarea misterelor neutrinilor”, potrivit cercetătorilor de la Fermilab. SUA vor lucra alături de parteneri internaționali din 35 de țări, trimițând un „flux” de neutrini de la Laboratorul Național Accelerator Fermi al Departamentului de Energie din Illinois către detectorul îndepărtat situat în Dakota de Sud.
Neutrinii vor trece prin rocă naturală și piatră pe măsură ce călătoresc de la instalația din Illinois la detectoarele subterane din Dakota de Sud. Fiecare detector va fi umplut cu 17.000 de tone de argon lichid, ceea ce va maximiza șansele de a detecta interacțiunile cu neutrini în timp ce protejează detectorii de neutrini cosmici.
Procesul de excavare a durat trei ani, cu 800.000 de tone de rocă mutate la suprafață pentru depozitare într-o mină închisă. Următorul pas implică instalarea detectorului de departe în sistemul subteran proaspăt excavat, operațiunile fiind așteptate să înceapă în 2028. Ulterior, echipa LBNF-DUNE va instala detectorul „de apropiere” la Fermilab pentru a finaliza experimentul.
Departamentul de Energie a descris proiectul LBNF-DUNE drept începutul unei noi ere în înțelegerea neutrinilor și a rolului lor în modelul standard al fizicii particulelor. În ciuda faptului că au fost teoretizați cu 100 de ani în urmă, neutrinii continuă să-i pună în nedumerire pe oamenii de știință, în special pentru că, conform modelului standard, ar trebui să nu aibă masă.
Cu toate acestea, neutrinii nu sunt complet lipsiți de masă precum fotonii. Deși nu le-am măsurat masa exactă, oamenii de știință cred că neutrinii ar putea deține cheia pentru rezolvarea puzzle-ului particulelor din Modelul standard, explicând potențial dezechilibrul dintre materie și antimaterie care a modelat universul nostru după Big Bang. Proiectul LBNF-DUNE își propune să deblocheze această piesă crucială a înțelegerii noastre științifice.
