Vědci to nazývají „částice duchů“. Nemá téměř žádnou hmotnost, vyvíjí rychlost blízkou rychlosti světla a skrývá se před vědci po celém světě tři desetiletí v řadě. Hovoříme o neutrinech, které fyzici nyní bijí v laboratořích od Pákistánu po Švýcarsko. Neutrina se tvoří, když se radioaktivní prvky rozkládají. Jsou na slunci, dalších hvězdách, a dokonce i v našich vlastních tělech. Neutrino prochází bez problémů obrovským množstvím hmoty. Jak tedy vědci studují tuto nepolapitelnou částici?
GERDA
Tento sofistikovaný přístroj, GERmanium Detector Array (GERDA), pomáhá vědcům pochopit, proč vůbec existuje. GERDA hledá neutrina sledováním elektrické aktivity uvnitř čistých germaniových krystalů izolovaných hluboko pod horou v Itálii. Vědci pracující s GERDA doufají, že najdou velmi vzácný druh radioaktivního rozpadu. Když Velký třesk vytvořil náš vesmír (před 13,7 miliardami let), mělo se vytvořit stejné množství hmoty a antihmoty. A když dojde ke srážce hmoty a antihmoty, navzájem se ničí a nezanechají nic jiného než čistou energii. Tak odkud jsme přišli? Pokud vědci dokážou tyto známky rozpadu odhalit, znamenalo by to, že neutrino je částice i antičástice současně. Takové vysvětlení samozřejmě odstraní většinu otázek, které nás zajímají.
SNOLAB
Kanadská observatoř Sudbury Neutrino (SNO) je pohřbena asi dva kilometry pod zemí. Divize SNO + zkoumá neutrina ze Země, Slunce a dokonce i supernovy. Srdcem laboratoře je obrovská plastová koule naplněná 800 tunami speciální kapaliny zvané kapalný scintilátor. Koule je obklopena skořápkou vody a držena na místě lany. Celá věc je řízena řadou 10 000 extrémně citlivých světelných detektorů zvaných fotonásobiče (PMT). Když neutrina interagují s jinými částicemi v detektoru, kapalinový scintilátor je osvětlen a PMT čte data. Díky původnímu detektoru SNO nyní vědci vědí, že alespoň tři různé druhy nebo „příchutě“neutrin jsou schopny transportovat sem a tam během časoprostoru.
Propagační video:
Kostka ledu
A to je největší detektor neutrin na světě. IceCube, který se nachází na jižním pólu, používá 5 160 senzorů rozložených po miliardě tun ledu. Cílem je získat vysoce energetická neutrina z extrémně násilných kosmických zdrojů, jako jsou explodující hvězdy, černé díry a neutronové hvězdy. Když neutrinos zabouchne do molekul vody v ledu, uvolní vysoce energetické erupce subatomových částic, které mohou ujet několik kilometrů. Tyto částice se pohybují tak rychle, že vyzařují krátký kužel světla zvaný Cherenkovův kužel. Vědci doufají, že získané informace využijí k rekonstrukci cesty neutrin a určení jejich zdroje.
Daya bay
Experiment s neutrinem probíhá ve třech obrovských halách, pohřben v kopcích v Daya Bay v Číně. Šest válcových detektorů, z nichž každý obsahuje 20 tun kapalného scintilátoru, je seskupeno v halách a obklopeno 1000 PMT. Utopili se v bazénech čisté vody a blokovali veškeré okolní záření. Blízká skupina šesti jaderných reaktorů chrlí každou sekundu miliony kvadrilionů neškodných elektronických antineutrin. Tento proud antineutrina interaguje s kapalinovým scintilátorem a vydává krátké záblesky světla, které jsou zachycovány PMT. Daya Bay byl postaven, aby studoval oscilace neutrin.