technika
Autor: William Charles Louis i Richard G. Van de Water | dodano: 2020-07-30
Najciemniejsza cząstka

Fot. LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY

FIZYKA

UCZESTNICY KONFERENCJI Neutrino 2010 w Atenach w Grecji, którzy przyszli wysłuchać naszego referatu, prawdopodobnie oczekiwali zakończenia kontrowersji spowodowanych wynikami sprzed przeszło 10 lat. Nie wycofaliśmy się jednak ze swoich hipotez i na sali zapadła głęboka cisza.

Ta historia zaczęła się w roku 1996, kiedy opublikowaliśmy wyniki pomiarów prowadzonych w układzie Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) w Los Alamos National Laboratory, które ujawniły jakiś problem z przyjętą przez ogół badaczy teorią, że neutrina, malutkie, wszechobecne cząstki przenikające prawie bez przeszkód na wskroś materię, występują w trzech rodzajach, tzw. zapachach. Nasze gorące wtedy wyniki zdawały się mówić, że istnieje czwarty zapach, którego nie da się wykryć. Środowisko naukowe przyjęło naszą koncepcję z głębokim sceptycyzmem; rzeczywiście, pierwsze rezultaty powtarzanych pomiarów wydawały się świadczyć, że nasze obserwacje z 1996 roku były błędne: nie istnieje czwarty zapach neutrina. Tamtego dnia uczestnicy ateńskiej konferencji oczekiwali, że najnowsze dane raz na zawsze pogrzebią wszelkie wątpliwości wzbudzone przez pomiary za pomocą LSND. Tymczasem my zaprezentowaliśmy kolejne, jeszcze mocniejsze argumenty za istnieniem czwartego rodzaju neutrina.

Co prawda, nie odkryliśmy cząstki, ale badania prowadzone w ramach eksperymentów Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE) w Fermi National Accelerator Laboratory w Batavii w Illinois ujawniały problem ze zrozumieniem fizyki cząstek elementarnych. Jego naturalnym rozwiązaniem był postulat istnienia nowego rodzaju neutrina, tzw. neutrina sterylnego, które nie oddziaływałoby z materią w żaden sposób z wyjątkiem grawitacji. W ciągu dekady, która upłynęła od referatu wygłoszonego w Grecji, pomiary przeprowadzone w eksperymencie MiniBooNE jeszcze bardziej umocniły przekonanie o istnieniu czwartego rodzaju neutrin.

Dziś uważamy, że z prawdopodobieństwem 99,999999% w wynikach widać coś, co wykracza poza ramy znanej fizyki, a mocnym kandydatem na wytłumaczenie obserwowanych faktów jest neutrino sterylne. Idea, że w naszych eksperymentach dostrzegamy czwarty rodzaj neutrin, wciąż budzi kontrowersje, przede wszystkim dlatego, że Model Standardowy cząstek elementarnych, jedna z najdokładniej zweryfikowanych teorii fizycznych w historii, przewiduje istnienie tylko trzech neutrin. Wiadomo jednak, że Model Standardowy nie jest kompletny, ponieważ nie mówi nic na temat ciemnej materii ani ciemnej energii, niewidzialnych dla nas bytów, które dominują w kosmosie. Nowy rodzaj neutrina mógłby stanowić pomost łączący nas z tym niewidzialnym światem. W końcu, po latach niepewności, na świecie rusza kilka projektów, w tym również nasz, znany jako eksperyment Coherent CAPTAIN-Mills (CCM), które mają szansę wyjaśnić te tajemnice.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 08/2020 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
08/2020
10/2019 - specjalny
Kalendarium
Sierpień
15
W 2000 r. oficjalnie uruchomiono pierwszy polski komunikator internetowy Gadu-Gadu.
Warto przeczytać
Co wspólnego mają suknia ślubna i kombinezon sapera?    
Dlaczego dla marynarzy bardziej niebezpieczne od rekinów są krewetki?
Kiedy kurczak najlepiej sprawdza się jako broń artyleryjska?

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: William Charles Louis i Richard G. Van de Water | dodano: 2020-07-30
Najciemniejsza cząstka

Fot. LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY

FIZYKA

UCZESTNICY KONFERENCJI Neutrino 2010 w Atenach w Grecji, którzy przyszli wysłuchać naszego referatu, prawdopodobnie oczekiwali zakończenia kontrowersji spowodowanych wynikami sprzed przeszło 10 lat. Nie wycofaliśmy się jednak ze swoich hipotez i na sali zapadła głęboka cisza.

Ta historia zaczęła się w roku 1996, kiedy opublikowaliśmy wyniki pomiarów prowadzonych w układzie Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) w Los Alamos National Laboratory, które ujawniły jakiś problem z przyjętą przez ogół badaczy teorią, że neutrina, malutkie, wszechobecne cząstki przenikające prawie bez przeszkód na wskroś materię, występują w trzech rodzajach, tzw. zapachach. Nasze gorące wtedy wyniki zdawały się mówić, że istnieje czwarty zapach, którego nie da się wykryć. Środowisko naukowe przyjęło naszą koncepcję z głębokim sceptycyzmem; rzeczywiście, pierwsze rezultaty powtarzanych pomiarów wydawały się świadczyć, że nasze obserwacje z 1996 roku były błędne: nie istnieje czwarty zapach neutrina. Tamtego dnia uczestnicy ateńskiej konferencji oczekiwali, że najnowsze dane raz na zawsze pogrzebią wszelkie wątpliwości wzbudzone przez pomiary za pomocą LSND. Tymczasem my zaprezentowaliśmy kolejne, jeszcze mocniejsze argumenty za istnieniem czwartego rodzaju neutrina.

Co prawda, nie odkryliśmy cząstki, ale badania prowadzone w ramach eksperymentów Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE) w Fermi National Accelerator Laboratory w Batavii w Illinois ujawniały problem ze zrozumieniem fizyki cząstek elementarnych. Jego naturalnym rozwiązaniem był postulat istnienia nowego rodzaju neutrina, tzw. neutrina sterylnego, które nie oddziaływałoby z materią w żaden sposób z wyjątkiem grawitacji. W ciągu dekady, która upłynęła od referatu wygłoszonego w Grecji, pomiary przeprowadzone w eksperymencie MiniBooNE jeszcze bardziej umocniły przekonanie o istnieniu czwartego rodzaju neutrin.

Dziś uważamy, że z prawdopodobieństwem 99,999999% w wynikach widać coś, co wykracza poza ramy znanej fizyki, a mocnym kandydatem na wytłumaczenie obserwowanych faktów jest neutrino sterylne. Idea, że w naszych eksperymentach dostrzegamy czwarty rodzaj neutrin, wciąż budzi kontrowersje, przede wszystkim dlatego, że Model Standardowy cząstek elementarnych, jedna z najdokładniej zweryfikowanych teorii fizycznych w historii, przewiduje istnienie tylko trzech neutrin. Wiadomo jednak, że Model Standardowy nie jest kompletny, ponieważ nie mówi nic na temat ciemnej materii ani ciemnej energii, niewidzialnych dla nas bytów, które dominują w kosmosie. Nowy rodzaj neutrina mógłby stanowić pomost łączący nas z tym niewidzialnym światem. W końcu, po latach niepewności, na świecie rusza kilka projektów, w tym również nasz, znany jako eksperyment Coherent CAPTAIN-Mills (CCM), które mają szansę wyjaśnić te tajemnice.