عجیب‌ترین آزمایشگاه‌های جهان در جستجوی ذرات نوترینو

بیگ بنگ: دانشمندان آنها را ذرات شبح گون می‌نامند، ذراتی که تقریبا هیچ جرمی ندارند،‌ در سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند و طی سه دهه گذشته از زیر بار تلاش‌های دانشمندان برای اثبات وجودشان گریخته‌اند.

neutrinos-720pxبراساس گزارش ساینس الرت به نقل از همشهری،‌ نوترینو‌های گریزپا همان اشباحی هستند که دانشمندان امیدوارند بتوانند به ده‌ها پرسش کلیدی درباره جهان هستی، و اینکه چرا مملو از ماده است، پاسخ دهند. نوترینوها در حین تجزیه عناصر رادیواکتیو ایجاد می‌شوند. این ذرات از خورشید و دیگر ستاره‌ها و حتی از بدن انسان به بیرون فوران می‌کنند. همچنین این ذرات می‌توانند بدون کوچکترین مشکلی به راحتی از میان حجم انبوهی از ماده عبور کنند.

اکنون این پرسش پیش می‌آید که چگونه می‌توان ذره‌ای را مطالعه کرد که می‌تواند بدون توقف از میان تکه‌ای از سرب به بزرگی یک سال نوری عبور کند؟ دانشمندان برای انجام این‌کار آزمایشگاه‌هایی عظیم و عجیب در گوشه و کنار جهان ساخته‌اند.

آزمایشگاه GERDA

آزمایشگاه ردیاب GERmanium،‌ به اختصار GERDA، به واسطه کنترل فعالیت‌های الکتریکی درون بلورهای خالص ژرمانیوم که در اعماق کوهی در ایتالیا محبوس شده‌اند، به جستجوی نوترینوها می‌پردازد. دانشمندان امیدوارند بتوانند در این آزمایشگاه زیرزمینی بزرگ تجزیه رادیواکتیوی بسیار کمیابی را شاهد باشند.

the-germanium-detector-array--helping-to-uncover-why-we-exist-at-allدانشمندان می‌گویند زمانی که بیگ بنگ رخ داده و جهان در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش متولد شد، باید حجم برابری از ماده و پاد ماده ایجاد می‌شد و زمانی که ماده و پاد ماده با هم برخورد می‌کنند، یکدیگر را نابود کرده و چیزی به جز انرژی از خود به جا نمی‌گذارند. اما اوضاع به این شکل پیش نرفت زیرا در این صورت اکنون درحال خواندن این مطلب نبودید. در صورتی که دانشمندان بتوانند فرایند تجزیه‌ای که درجستجویش هستند را بیابند، این به آن معنی خواهد بود که نوترینو می‌تواند همزمان ذره و پاد ذره باشد و این توضیح می‌دهد که چرا جهان ماده را بر پاد ماده ترجیح داده و ما امروز اینجا حضور داریم.

رصد‌خانه نوترینوی سادبری

رصد‌خانه کانادایی نوترینوی سادبری (SNO) تقریبا در عمق ۱٫۶ کیلومتری از زمین دفن شده‌است. این رصد‌خانه در دهه ۱۹۸۰ ساخته شد اما به تازگی با تغییر کاربری به مرکزی برای شکار نوترینو تبدیل شد. این رصد‌خانه در زمین،‌ خورشید و حتی ابرنواخترها به دنبال نوترینو می‌گردد. در قلب این مرکز حباب پلاستیکی بزرگی قرار دارد که با ۸۰۰ تن مایع درخشنده پر شده‌ است. این حباب توسط لایه ای از آب احاطه شده‌ و توسط طناب در جایی ثابت شده‌است و مجموعه‌ای از ۱۰ هزار ردیاب نوری حساس تحت نظر قرار گرفته‌است.

sudbury-neutrino-observatory--investigating-a-smorgasbord-of-neutrinosزمانی که نوترینو‌ها با دیگر ذرات تعامل برقرار می‌کنند،‌ درون مایع درخشان نور ایجاد می‌شود و ردیاب‌ها این نور را ردیابی می‌کنند. به لطف این رصد‌خانه اکنون دانشمندان می‌دانند که دست‌کم سه نوع مختلف یا سه طعم مختلف از نوترینو‌ها وجود دارد که با حرکت در فضا به یکدیگر تبدیل می‌شوند.

رصدخانه نوترینوی آیس‌کیوب

بزرگترین ردیاب نوترینو در جهان در قطب جنوب واقع‌ شده‌ است که در آن ۵۱۶۰ حسگر درون یک میلیارد تن یخ پخش شده‌اند تا نوترینوهای پرانرژی که از منابع قدرتمند کیهانی مانند ستاره‌های در حال انفجار، سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی ایجاد شده‌اند را ردیابی کنند.

icecube--exploring-the-universeزمانی که نوترینو با مولکول‌های آب موجود در یخ برخورد می‌کند،‌ انفجارهایی پرانرژی از ذرات زیراتمی ایجاد می‌شود که می‌توانند تا وسعت زیادی پراکنده شوند. این ذرات به اندازه‌ای سریع حرکت می‌کنند که مقدار ناچیز نوری مخروطی شکل از خود متصاعد می‌کنند که به تابش چرنکوف شهرت دارد و این همان چیزی است که  آیس کیوب(IceCube) آن را ردیابی می‌کند. دانشمندان امیدوارند با استفاده از اطلاعات این مرکز بتوانند مسیر حرکت نوترینوها را بازسازی کرده و منبع آنها را شناسایی کنند.

آزمایشگاه Daya Bay

این آزمایشگاه که به سه راهروی آزمایشی مجهز است، زیر تپه‌های دایا بی مدفون شده‌ است. ۶ ردیاب استوانه‌ای که هریک حاوی ۲۰ تن مایع درخشنده است، درون راهروهای این مرکز قرار دارند و توسط بیش از هزار ردیاب نوری محاصره شده‌اند. کل این سیستم درون استخرهایی از آب زلال قرار گرفته‌اند تا هیچ‌نوع تشعشعات اضافی به آنها نرسد.

daya-bay--chasing-antineutrinosگروهی ۶ تایی از رآکتورهای هسته‌ای نزدیک به این سازه، در ثانیه میلیون‌ها کوادریلیون الکترون پاد نوترینویی بی‌خطر را از خود منتشر می‌کند. این جریان پاد نوترینویی با مایع درخشنده واکنش داده و فلش‌های درخشانی از نور ایجاد می‌شود که این نور را ردیاب‌ها شناسایی می‌کنند.

رصدخانه سوپرکامیوکاند

رصدخانه کامیوکاند در عمق ۹۱۴ کیلومتری کوهستان‌های غرب ژاپن واقع شده‌است. این ردیاب بزرگ حاوی ۵۰ هزار تن آب خالص است که نزدیک به ۱۱۲۰۰ ردیاب نوری آن را احاطه کرده‌ است، که در صورت خرابی مهندسان باید این ردیاب‌ها را با کمک قایق تعمیر کنند.

super-kamiokande--detecting-neutrino-flavorsمشابه آزمایشگاه آیس کیوب، این رصد‌خانه از تابش چرنکوف استفاده می‌کند. آزمایشگاه کامیوکاند اولین رصد‌خانه‌ای است که توانست شواهدی مستحکم از نوسانات نوترینویی و وجود جرم در این ذرات به دست آورد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com

(20 نفر , میانگین : 4٫80 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=49876
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۷ پاسخ‌ها

  1. بهنام طیبی گفت:

    جالب بود.مرسی

  2. احمد گفت:

    وقتی نوترینوها از یک سال نوری سرب، بدون توقف می‌گذرند، چه چیز باعث برهم‌کنش تعداد اندکی از آن‌ها با مولکول‌های آب درون آشکارسازها می‌شود؟

  3. سیما گفت:

    این آزمایشگاه ها مربوط به آینده باید میبودن اما ساخته شدن و مطمن شدم که بواسطه این دانشمندان بالخره دلیل تمام هستی کشف خواهد شد . واقعا که با چه موجوداتی هم نوع هستیم این موجودات هوشنمند تا مرز علم و هستی را نشکنند دست بردار نیستن .

  4. behzad گفت:

    ما تو این دنیا اونقد کوچیکم ک البته تو جهان هستی.ک حتی با میکروسکبم قابل رویت نیست.

  5. اميدشه بور گفت:

    من هم با سیما موافقم . و از این که نمیتونم کار خاصی انجام بدم شرمنده ام

  6. زینب گفت:

    چرا یه انفجار ابر نواختر باعث میشه حجم زیادی نوترینو ایجاد بشه؟
    و چطور ممکنه نوترینو هم ماده و هم پادماده باشه؟ اینطوری که هم ماده هارو نابود میکنه و هم پاد ماده هارو. به نظر من اگه نه ماده باشه و نه پادماده منطقی تره.

  7. رحمت الله گفت:

    تفاوت جهان های موازی و چند جهانی چیست؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *