DUNE prototyper på CERN (Billede: Ryan F. Mandelbaum)
Partikelfysik er sjældent en billig og nem affære. Bare tænk på, Large Hadron Collider, begravet dybt under den Schweizisk-franske grænse—det kostede over 13 milliarder dollars på at finde Higgs-Bosonen. Nå, i dag på 4:20PM (nice), Amerika er ved at bryde jorden på en anden enorm partikel fysik-eksperiment.
DUNE, eller den Dybt ned i Undergrunden Neutrino-Eksperimentet, der er beregnet til at studere egenskaberne af neutrinoer, lys (men ikke tidskrift) partikler, der er både super almindelig og super svært at opdage. Eksperimentet består af to dele, som vil skyde partikler 810 km fra Fermilab i Illinois til Sanford Underground Forskning Facilitet i South Dakota. Det er ikke første Amerikanske neutrino eksperiment—der er labs dybt under jorden i en Minnesota og South Dakotan miner (støder op til der, hvor dette eksperiment vil være). Men det vil være den største, flydende argon detektor, der nogensinde er bygget.
Byggeriet er kun starten på forsøget, men resultatet vil være virkelig massiv: fire beholdere med indhold af en kombineret 68,000 tons flydende argon, kølet til negative 300 grader Fahrenheit, næsten en kilometer under jorden. Neutrinoer vekselvirker utroligt svagt (de ikke interagerer med Jorden eller din krop, for eksempel) og kræve, at disse følsomme detektorer til stedet. I det væsentlige, neutrinoer fra kilden i Illinois vil ramme flydende argon, banke off elektroner, der glider ind sensorer på beholderen kanter takket være tilstedeværelsen af et elektrisk felt—detektorerne registrerer disse elektroner som et signal. Men følsomhed betyder, at forskerne kan også afhente falske hits fra andre partikler, der kommer fra rummet, hvilket er grunden til, at detektorerne er nødt til at være så dybt begravet.
Og 68,000 ton beholdere er virkelig store. Mens på CERN denne sidste April, forsker Stefania Bordoni viste mig KLIT prototyper, der hver især indeholder kun 770 tons af argon. På 25 meter høj, hver kube, ternet med en rød metal bjælker gitter, der lignede en forsendelse kasse til en T. rex.
Der er et par mål for forsøget, men en stor en er at bedre at forstå en mærkelig virkning såkaldte neutrino oscillation. Neutrinoer kommer i tre varianter med forskellige masserne: de letteste elektron-neutrino, muon neutrino, og de tungeste tau neutrino. Men neutrinoer kan også bladre mellem disse stater i en proces, der kaldes neutrino oscillation. Eksperimentelle opdagelse af denne effekt, der har vundet to eksperimenter 2015 Nobelprisen i Fysik.
Forståelse neutrino svingninger kunne hjælpe os med at belyse karakteren af universet. Da neutrinoer har masse, der betyder, at de er endnu en anden faktor, som forskerne har brug for at tage hensyn til, når de forsøger at forklare, hvorfor tingene ser ud og fungere på den måde, at de gør. Men eksperimentet har andre formål, som at forsøge at se, om protoner, en af de to elementære partikler, der udgør atomets kerne, henfalder til andre, mindre sub-atomare partikler. Ingen har nogensinde observeret en sådan effekt… men det kan ske.
Anyway, hvis du er interesseret, selv Sekretær for Energi Rick Perry er tweeting om det, så det kan lige så vel være værd tuning i.
Igen, det levende foder begynder på en meget flot tid på 4:20PM ET.