Šis Eksperimentas Nufilmuos Vaiduokliškas Daleles Per Žemę, Atsakys, Kodėl Mes Egzistuojame

{h1}

Tarptautinė fizikų grupė paskelbė mačiusi pirmuosius signalus kubo formos detektoriuje pavadinimu „protodune“.

Subatominio pasaulio tyrimas pakeitė mūsų supratimą apie Visatos dėsnius ir suteikė žmonijai precedento neturintį įžvalgą į gilius klausimus. Istoriškai šie klausimai buvo filosofinėje srityje: Kaip atsirado visata? Kodėl Visata yra tokia, kokia ji yra? Kodėl yra kažkas, o ne nieko?

Na, pereikite prie filosofijos, nes mokslas žengė esminį žingsnį kuriant įrangą, kuri mums padės atsakyti į tokius klausimus. Ir tai reiškia, kad tiesiogine prasme per Žemę 800 mylių (beveik 1300 kilometrų) atstumu nuo vienos fizikos laboratorijos prie kitos reikia šaudyti vaiduokliškas daleles, vadinamas neutrinomis.

Tarptautinė fizikų grupė paskelbė mačiusi pirmuosius signalus kubo formos detektoriuje pavadinimu „ProtoDUNE“. Tai labai didelis žingsnis DUNE eksperimente, kuris bus Amerikos pavyzdinė dalelių fizikos tyrimų programa ateinantiems dviem dešimtmečiams. Trijų aukštų namo „ProtoDUNE“ yra daug didesnių detektorių, kurie bus naudojami DUNE eksperimente, prototipas, o šiandienos pranešimas (rugsėjo 18 d.) Rodo, kad pasirinkta technologija veikia. [18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje]

DUNE detektoriai bus įrengti „Fermi“ nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje („Fermilab“) visai šalia Čikagos ir „Sanford Underground Research Facility“ (SURF) Lead mieste, Pietų Dakotos valstijoje. Kai eksperimentas bus pradėtas ir vykdomas, galingas kietųjų dalelių greitintuvas Fermilab'e sukels intensyvų subatominių dalelių, vadinamų neutrinomis, pluoštą, tiesiogine prasme šaudys per Žemę ir bus aptinkamas SURF.

Neutrinai yra subatominio pasaulio vaiduokliai, galintys praeiti per visą planetą beveik be sąveikos. Anksčiau neutronai mokslininkus nustebino daugybę kartų. Nuo jų precedento neturinčio sugebėjimo pereiti per materiją nesąveikaujant, iki to, kad jie labai skirtingai traktuoja materiją ir antimateriją, iki sugebėjimo peršokti iš vienos versijos į kitą, neutrinai ir toliau žavi pasaulio mokslo bendruomenę. DUNE eksperimentas bus tiriamas pastarosiomis dviem savybėmis.

Antimaterija yra kažkas, kas skamba kaip mokslinė fantastika, tačiau ji tikriausiai yra tikra. Antimaterija yra priešinga materijai; suburs materiją ir antimateriją, ir jos sunaikins gryną energiją. Antimaterija buvo pasiūlyta 1928 m., O pirmą kartą pastebėta 1931 m.. Tarpukariu mokslininkai (taip pat ir aš) ją tyrinėjo nepaprastai detaliai. Dažniausiai tai suprantama, kai liko viena labai slegianti paslaptis. Kai energiją paverčiame antimaterija, mes pagaminame vienodą medžiagos kiekį. Tai yra nusistovėjęs mokslas. Tai ne problema.

Problema ta, kad jei mes sujungsime šį pastebėjimą su Didžiojo sprogimo idėja, kažkas nesutaps. Galų gale, netrukus po Didžiojo sprogimo Visata buvo kupina energijos, kuri vienodai turėjo virsti materija ir antimaterija. Vis dėlto mūsų visata yra sudaryta tik iš materijos. Taigi kur dingo ta antimaterija? Į šį klausimą neatsakyta; tačiau galbūt kruopštus medžiagos ir antimedžiagos neutrinų tyrimas gali atskleisti skirtumą. [Didysis sprogimas civilizacijai 10 nuostabių kilmės įvykių]

Kaip ir kitos subatominės dalelės, neutrinų ir antimedžiagos neutrinų, vadinamų antineutrinomis, kiekis yra vadinamas nugara, kuris praeinantis, nors ir netobulas, primena mažus besisukančius rutulius. Neutrinai ir antineutrinai sukasi priešingomis kryptimis. Jei šaudote neutrino pluoštą taip, kad jis artėtų link jūsų, galite spoksoti žemyn į neutrinų sukimosi ašį; pamatysite juos besisukančius pagal laikrodžio rodyklę, o antineutrinai sukasi priešinga kryptimi. Kadangi neutrinų ir antineutrinų nugara yra priešingi, tai identifikuoja skirtumą tarp jų. Galbūt šis skirtumas yra ženklas, kad materijos tyrimas ir neutrinų antimaterijos analogai paaiškins šią paslaptį.

Yra dar viena neutrinų savybė, dėl kurios jie įdomūs trūkstamo antimedžiagos pavidalu... Jie gali perkelti iš vienos tapatybės į kitą. Mokslininkas rado tris skirtingus neutrinų tipus. Vienas tipas yra susijęs su elektronais ir vadinamas elektronų neutrinu. Kiti du yra susiję su dar dviem subatominėmis dalelėmis, vadinamomis muonu ir tau, kurios yra sunkiosios elektronų pusbroliai.

Jei pradėsite nuo daugybės elektronų neutrinų, o vėliau pažvelgsite į juos šiek tiek vėliau, pamatysite, kad elektronų neutrinų yra mažiau, nei jūs pradėjote, tačiau yra pakankamai muonų ir tau neutrinų, kad būtų kompensuotas deficitas. Neutrinai nesugrius; jie keičiasi vienas į kitą.

Tarsi tu turėtum kambarį, kuriame būtų 100 šunų, o kai vėliau pažiūrėjai, ten buvo 80 šunų, 17 kačių ir trys papūgos. Jei pažiūrėtumėte dar vėliau, mišinys vis tiek būtų kitoks.

Neutrinų morfizmas, kurį mokslininkai vadina virpesiais, taip pat yra gerai nusistovėjusi fizika. Tyrėjai įtarė tai nuo septintojo dešimtmečio; jie buvo gana tikri, kad tai buvo realu 1998 m., ir jie patvirtino šį argumentą 2001 m. Neutrino virpesiai įvyksta ir jo atradimas buvo apdovanotas 2015 m. Nobelio fizikos premija.

DUNE eksperimentas turi keletą tyrimų tikslų, tačiau turbūt labiausiai reikia pirmiausia išmatuoti neutrinų virpėjimą, o paskui antineutrinų virpėjimą. Jei jie skiriasi, gali būti, kad išsamesnis šio proceso supratimas padės mums suprasti, kodėl Visata sudaryta tik iš materijos. Trumpai tariant, tai gali paaiškinti, kodėl mes iš viso egzistuojame.

DUNE eksperimentą sudarys du detektorių kompleksai, mažesnis Fermilab ir keturi didesni SURF detektoriai. Neutrinų pluoštas paliks Fermilab ir eis link tolimiausių detektorių. Skirtingų tipų neutrinų proporcijos bus matuojamos detektoriais tiek Fermilab, tiek SURF. Bus išmatuoti skirtumai, atsirandantys dėl neutrino virpesių, tada procesas bus pakartotas antineutrinams.

Technologijoje, kuri bus naudojama DUNE eksperimentuose, naudojamos didelės skysto argono talpyklos, kuriose neutrinai sąveikaus ir bus aptikti. Kiekvienas didesnis detektorius, esantis SURF, bus toks pat aukštas ir platus kaip keturių aukštų pastatas ir ilgesnis už futbolo aikštę. Kiekviename iš jų bus 17 000 tonų skysto argono.

„ProtoDUNE“ detektorius yra daug mažesnis prototipas, sudarytas tik iš 800 tonų skysto argono. Tūris yra pakankamai didelis, kad apimtų mažą namą.
DUNE mokslininkai bendradarbiauja visame pasaulyje, pritraukdami tyrėjus iš viso pasaulio. Nors Fermilab yra pagrindinė laboratorija, joje dalyvauja ir kitos tarptautinės laboratorijos. Vienas tokių įrenginių yra Europos dalelių fizikos laboratorija CERN, esanti visai šalia Ženevos, Šveicarijoje. „ProtoDUNE“ detektorius yra CERN, toliau tvirtinantis ilgą ryšį tarp laboratorijų - pavyzdžiui, „Fermilab“ ilgą laiką dalyvavo tyrimuose, naudojant duomenis, kuriuos užrašė „CERN Large Hadron Collider“. „DUNE“ yra pirmoji CERN investicija į eksperimentą, kuris atliekamas laboratorijoje JAV.

Šiandienos pranešimas yra didelis, įrodantis, kad skysto argono technologija, kuri sudarys DUNE eksperimento širdį, buvo geras pasirinkimas. Antrasis „ProtoDUNE“ detektorius internete pasirodys po kelių mėnesių. Antrojoje versijoje naudojama šiek tiek kitokia technologija dalelių pėdsakams, kuriuos sukelia reta neutrinų sąveika, stebėti. Šių dviejų detektorių bandymų rezultatai padės mokslininkams priimti sprendimą dėl galutinio detektoriaus komponentų projekto.
„DUNE“ bus pastatytas per ateinantį dešimtmetį, o pirmuosius detektorių modulius numatyta pradėti eksploatuoti 2026 m.

Iš pradžių paskelbta „WordsSideKick.com“.

Donas Linkolnas yra „Fermilab“ fizikos tyrėjas. Jis yra knygos „Didelis hadronų susidūrėjas: nepaprastas Higso Bosono pasakojimas ir kiti dalykai, kurie užpūs jūsų mintis“ (Johns Hopkins University Press, 2014) autorius, jis kuria mokslinio vaizdo klipų seriją.. Sekite jį „Facebook“. Šiame komentare išsakyta nuomonė yra jo.

Don Lincoln padėjo šį straipsnį „WordsSideKick.com“ ekspertų balsams: „Op-Ed & Insights“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Įrodydamas Einsteino Klystkelį Eksperimentu Su „Baisu“
Įrodydamas Einsteino Klystkelį Eksperimentu Su „Baisu“

Policijos Bilietas Nejudantis Automobilis Greičiui Viršyti
Policijos Bilietas Nejudantis Automobilis Greičiui Viršyti

Mokslas Naujienos


Itin Dideli Mikrobai, Rasti Kristaluose, Palaidoti 200 Pėdų Po Japonijos Jūra
Itin Dideli Mikrobai, Rasti Kristaluose, Palaidoti 200 Pėdų Po Japonijos Jūra

Piršto Ilgis Susietas Su Varpos Dydžiu
Piršto Ilgis Susietas Su Varpos Dydžiu

Aptiktos Pirmosios Dinozaurų Fosilijos Iš Saudo Arabijos
Aptiktos Pirmosios Dinozaurų Fosilijos Iš Saudo Arabijos

Retas Atogrąžų Audra, Užfiksuota Atlanto Vandenyne
Retas Atogrąžų Audra, Užfiksuota Atlanto Vandenyne

Klimatas Iš Dalies Kaltas Dėl Vokietijos Migracijos Į Ameriką Xix A
Klimatas Iš Dalies Kaltas Dėl Vokietijos Migracijos Į Ameriką Xix A


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com