DUIN prototypes bij CERN (Afbeelding: Ryan F. Mandelbaum)
Deeltjesfysica is zelden een goedkope en gemakkelijke onderneming. Denk maar aan de Large Hadron Collider, begraven diep onder de Zwitsers-franse grens—het kost meer dan 13 miljard dollar te vinden van het Higgs Boson. Nou, vandaag om 4:20U (nice), Amerika is baanbrekend op een andere enorme natuurkundig experiment.
DUIN, of de Diepe ondergrond Neutrino-Experiment is bedoeld om de studie van de eigenschappen van neutrino ‘ s, lichte (maar niet massless) deeltjes die zowel super gemeenschappelijk en super moeilijk te detecteren. Het experiment bestaat uit twee delen, die zal schieten de deeltjes 810 km van het Fermilab in Illinois tot de Sanford Ondergrondse onderzoeksfaciliteit in Zuid-Dakota. Het is niet de eerste Amerikaanse neutrino—experiment-er zijn labs diep onder de grond in een Minnesota-en Zuid-Dakota mijnen (grenzend aan waar dit experiment zal worden). Maar het zal de grootste vloeibare argon detector die ooit is gebouwd.
De bouw is pas begonnen op het experiment, maar de uitkomst zal zijn, werkelijk groots: vier containers met een gecombineerd totaal 68.000 ton vloeibare argon gekoeld tot negatieve 300 graden Fahrenheit, bijna een meter onder de grond. Neutrino ‘ s communiceren ongelooflijk zwak (ze niet in contact met de Aarde of van uw lichaam, bijvoorbeeld) en vereisen deze gevoelige detectoren te herkennen. In wezen, neutrino ‘ s uit de bron in Illinois zal raken van de vloeibare argon, ophouden met elektronen die drift in de sensoren op de container randen, dankzij de aanwezigheid van een elektrisch veld—de detectoren registreren voor deze elektronen als een signaal. Maar die gevoeligheid betekent dat de onderzoekers kunnen ook pick-up false hits van de andere deeltjes uit de ruimte, dat is de reden waarom de detectoren moeten zo diep begraven.
En 68.000 ton containers zijn echt enorm. Terwijl bij CERN en afgelopen April, onderzoeker Stefania Bordoni toonde mij de DUIN-prototypes, elk van die zal bevatten alleen 770 ton van argon. Bij 25 of zo een meter hoog, elke kubus, bedrukt met een rode metalen balken en vakwerk, zag eruit als een container voor een T. rex.
Er zijn nog een paar doelen van het experiment, maar een belangrijke is om beter te begrijpen een vreemd effect genoemd neutrino-oscillatie. Neutrino ‘s komen in drie smaken met verschillende massa’ s: de lichtste elektron-neutrino, het muon neutrino, en de zwaarste tau-neutrino. Maar neutrino ‘ s kunnen ook de flip tussen deze staten in een proces genaamd neutrino-oscillatie. Experimentele ontdekking van dit effect won twee experimenten 2015 de Nobelprijs voor de Natuurkunde.
Het begrijpen van neutrino oscillaties ons kon helpen bij het ophelderen van de aard van het universum. Omdat neutrino ‘ s massa hebben, dat betekent dat ze nog een andere factor die wetenschappers nodig hebben om rekening te houden wanneer het proberen om uit te leggen waarom de dingen te kijken en te handelen op de wijze dat ze doen. Maar het experiment heeft andere doeleinden, zoals het proberen om te zien of protonen, een van de twee elementaire deeltjes die de atoomkern, verval in andere, kleinere subatomaire deeltjes. Niemand heeft het ooit waargenomen effect heeft… maar het zou kunnen gebeuren.
Hoe dan ook, als je geïnteresseerd bent, zelfs Minister van Energie Rick Perry is tweeten over, dus het kan net zo goed de moeite waard tuning in.
Nogmaals, dat live feed begint in de mooie tijd van 4:20 ET.