DUNE prototyper på CERN (Bilde: Ryan F. Mandelbaum)
Partikkelfysikk er sjelden en billig og enkel oppgave. Bare tenk på Large Hadron Collider, begravd dypt under den Sveitsisk-franske grensen—det kostet over 13 milliarder dollar for å finne Higgs-Bosonet. Vel, i dag på 4:20PM (nice), Amerika er å bryte bakken på en annen enorm partikkelfysikk-eksperiment.
DUNE, eller den Dype Undergrunnen Neutrino Eksperiment, er ment å studere egenskapene til neutrinos, lys (men ikke massless) partikler som er både super vanlig og super vanskelig å oppdage. Eksperimentet består av to deler, som vil skyte partikler 810 mil fra Fermilab i Illinois til Sanford Underjordiske Research Anlegg i Sør-Dakota. Det er ikke den første Amerikanske neutrino eksperiment—det er labs dypt under jorden i en Minnesota og Sør Dakotan gruver (i tilknytning til der hvor dette eksperimentet vil bli). Men det vil bli den største flytende argon detektor som noensinne er bygget.
Konstruksjonen er bare begynnelsen på eksperimentet, men resultatet av dette vil være virkelig massiv: fire beholdere holder en kombinert 68,000 tonn flytende argon avkjølt til negative 300 grader Fahrenheit, nesten en kilometer under bakken. Neutrinos samhandle utrolig svakt (de ikke samhandler med Jorden eller i din kropp, for eksempel), og krever at disse følsomme detektorer for å oppdage. I hovedsak, neutrinos fra kilden i Illinois vil treffe væske argon, banket av elektroner som drive inn sensorer på beholderen er kantene, takket være forekomsten av et elektrisk felt—detektorer registrerer disse elektronene som et signal. Men det følsomhet betyr at forskerne kan også plukke opp falske treff fra andre partikler som kommer fra verdensrommet, som er grunnen til at detektorene må være så dypt begravd.
Og 68 000 tonn containere er virkelig enorme. Mens ved CERN i sveits denne siste April, forsker Stefania Bordoni viste meg DUNE prototyper, som hver vil inneholde bare 770 tonn argon. Ved 25 eller slik meter høy, hver kube, rutete med en rød metall bjelker gitter, så ut som en frakt kasse for T. rex.
Det er et par mål av forsøket, men en stor en er å bedre forstå en merkelig effekt som kalles neutrino pendling. Neutrinos kommer i tre varianter med forskjellige masser: den letteste electron neutrino, myon neutrino, og de tyngste tau neutrino. Men neutrinos kan også bla mellom disse statene i en prosess som kalles neutrino pendling. Eksperimentelle funn av denne effekten vunnet to eksperimenter 2015 nobelprisen i Fysikk.
Forståelse neutrino svingninger kan hjelpe oss å belyse selve innholdet i universet. Siden neutrinos masse, som betyr at de er ennå en annen faktor som forskere må ta hensyn til når du prøver å forklare hvorfor ting ser ut og oppfører seg slik som de gjør. Men eksperimentet har andre formål også, som å prøve å se om protoner, en av de to elementære partikler som utgjør atom kjernen, forfall til andre, mindre subatomære partikler. Ingen har noen gang observert en slik effekt… men det kan skje.
Uansett, hvis du er interessert, selv Sekretær for Energi-Rick Perry er tweeting om det, så det kan like godt være verdt å søke.
Igjen, som live feed begynner på veldig fin tid for 4:20PM ET.