Neutrinos อาจเป็นอนุภาคที่มีค่าต่ำที่สุดที่มนุษย์รู้จัก นักฟิสิกส์คนฉลาดและคนเก่งอย่าง Wolfgang Pauli เสนอตัวตนครั้งแรกในปี 2473 ว่าเป็นชิ้นส่วนปริศนาที่ขาดหายไปปฏิกิริยาทางนิวเคลียร์บางอย่างเกิดขึ้นมากกว่าที่พวกมันออกมา เปาลีให้เหตุผลว่ามีบางสิ่งที่เล็กและมองไม่เห็นเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเหตุนี้นิวตริโนซึ่งเป็นภาษาอิตาลีสำหรับ "เป็นกลางเล็กน้อย"
ในทศวรรษที่ผ่านมานับตั้งแต่ข้อเสนอเริ่มต้นเราได้รู้จักและรัก - แต่ไม่เข้าใจอย่างเต็มที่ - บรรดาเพื่อนฝูงที่เป็นกลาง พวกมันมีมวลเล็กน้อย แต่เราไม่แน่ใจเท่าไหร่ และพวกเขาสามารถแปรเปลี่ยนจากนิวตริโนชนิดหนึ่ง (เรียกว่า "รส" เพราะเหตุใดไม่) ไปอีกประเภทหนึ่ง แต่เราไม่แน่ใจว่าเป็นอย่างไร
เมื่อใดก็ตามที่นักฟิสิกส์ไม่เข้าใจอะไรพวกเขาก็ตื่นเต้นจริง ๆ เพราะตามคำจำกัดความคำตอบของปริศนาต้องอยู่นอกฟิสิกส์ที่รู้จัก ดังนั้นความลึกลับของมวลนิวทริโน่และการผสมอาจทำให้เรารู้ถึงความลึกลับเช่นนี้เป็นช่วงเวลาแรกสุดของบิกแบง
ปัญหาเล็ก ๆ หนึ่ง: ความเป็นเรื่องเล็ก นิวตริโนมีขนาดเล็กและแทบจะไม่เคยคุยกับเรื่องปกติ ล้านล้านล้านล้านผ่านร่างกายของคุณตอนนี้ คุณสังเกตเห็นพวกเขา? ไม่คุณทำไม่ได้ ในการขุดลงไปในคุณสมบัติของนิวตริโนเราต้องไปใหญ่และการทดลองนิวตริโนใหม่สามครั้งกำลังจะมาออนไลน์ในไม่ช้าเพื่อให้เราได้จัดการกับสิ่งต่างๆ เราหวังว่า.
มาสำรวจกัน:
DUNE
คุณอาจเคยได้ยินความตื่นเต้นเกี่ยวกับ remake ของนวนิยาย Sci-Fi คลาสสิก "Dune" นี่มันไม่ได้ DUNE นี้แทน "Deep Underground Neutrino Experiment" ซึ่งประกอบด้วยสองส่วน ส่วนที่หนึ่งจะอยู่ที่ Fermilab ในรัฐอิลลินอยส์และจะรวมปืนนิวตริโนสไตล์ชั่วร้ายอัจฉริยะยักษ์ที่จะเร่งโปรตอนให้เข้าใกล้ความเร็วแสงชนพวกมันเข้าไปในสิ่งต่าง ๆ และยิงนิวตริโนล้านต่อวินาทีออกจากธุรกิจ
จากนั้นนิวตริโนจะเดินทางเป็นเส้นตรง (เพราะนั่นคือทั้งหมดที่พวกเขารู้ว่าจะทำอย่างไร) จนกว่าพวกเขาจะเข้าสู่ส่วนที่สองซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 800 ไมล์ (1,300 กิโลเมตร) ที่ศูนย์วิจัยใต้ดินซานฟอร์ดในเซาท์ดาโคตา ทำไมต้องอยู่ใต้ดิน เนื่องจากนิวตริโนเดินทางเป็นเส้นตรง (อีกครั้งไม่มีทางเลือก) แต่โลกโค้งดังนั้นเครื่องตรวจจับต้องนั่งประมาณหนึ่งไมล์ (1.6 กม.) ใต้พื้นผิว และเครื่องตรวจจับนั้นมีอาร์กอนเหลวประมาณ 40,000 ตัน (36,000 เมตริกตัน)
Hyper-Kamiokande
บรรพบุรุษของ Hyper-Kamiokande ("Hyper-K" ในไม่ช้าหากคุณต้องการที่จะเจ๋งในงานปาร์ตี้ฟิสิกส์) คือชื่อ Super-Kamiokande ("Super-K" ด้วยเหตุผลเดียวกัน) ตั้งอยู่ใกล้ Hida ประเทศญี่ปุ่น มันเป็นการตั้งค่าที่ค่อนข้างตรงไปตรงมาสำหรับเครื่องมือทั้งสอง: ถังน้ำขนาดใหญ่พิเศษที่ล้อมรอบด้วยหลอด photomultiplier ซึ่งขยายสัญญาณแสงจาง ๆ
ทุกครั้งในช่วงเวลาที่หายากมากนิวตริโนจะพบโมเลกุลของน้ำทำให้อิเล็กตรอนหรือโพสิตรอน (คู่ปฏิสสารของอิเล็กตรอน) วิ่งหนีเร็วกว่าความเร็วแสงในน้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดแสงแฟลชสีน้ำเงินที่เรียกว่ารังสีเชอเรนคอฟและแสงนั้นถูกเก็บโดยหลอดโฟโตมิเตอร์ ศึกษาแฟลชทำความเข้าใจกับนิวตริโน
Super-K สร้างประวัติศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ในปี 1998 เมื่อมันแสดงหลักฐานแรกที่ชัดเจนว่านิวตริโนเปลี่ยนรสชาติในขณะที่มันบินขึ้นอยู่กับการสังเกตของนิวตริโนที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของแกนกลางของดวงอาทิตย์ การค้นพบนักฟิสิกส์จับ Takaaki Kajita a รางวัลโนเบลและ Super-K ตบเบา ๆ ที่รักในหลอด photomultiplier
Hyper-K นั้นเหมือนกับ Super-K แต่ใหญ่กว่า ด้วยความจุน้ำ 264 ล้านแกลลอน (1 พันล้านลิตร) มันมีปริมาณการสะสมของ Super-K ถึง 20 เท่าซึ่งหมายความว่ามันสามารถรวบรวมจำนวนนิวตริโน 20 เท่าในเวลาเดียวกันกับ Super-K Hyper-K จะมองหานิวตริโนที่เกิดจากปฏิกิริยาธรรมชาติอินทรีย์เช่นฟิวชั่นและซุปเปอร์โนวาทั่วทั้งจักรวาลเริ่มต้นในราวปี 2568 ใครจะรู้? มันอาจได้รับรางวัลโนเบลกับใครบางคนเช่นกัน
พิงกุ
ฉันไม่แน่ใจว่าทำไมนักฟิสิกส์เลือกคำย่อที่พวกเขาทำสำหรับการทดลองวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ ในกรณีนี้ Pingu เป็นชื่อของเพนกวินการ์ตูนแอนนิเมชั่นในยุโรปที่มีความเข้าใจผิดหลายอย่างและเรียนรู้บทเรียนชีวิตที่สำคัญในทวีปทางตอนใต้ นอกจากนี้ยังหมายถึง "Precision IceCube Next Generation Upgrade" (PINGU)
ส่วน IceCube ของตัวย่อนั้นหมายถึงการทดลองนิวตริโนที่ยิ่งใหญ่และเลวร้ายที่สุดในโลก จากการสำรวจขั้วโลกใต้การทดลองประกอบด้วยเครื่องตรวจจับที่จมลึกลงไปในแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกซึ่งจะใช้ความใสของน้ำแข็งในการทำสิ่งเดียวกันกับที่ Super- และ Hyper-K ทำในญี่ปุ่น: ตรวจจับรังสีเชอเรนคอฟ ผลิตโดยนิวตริโนซิงก์วิ่งผ่านน้ำแข็ง การทดลองเพิ่งจะผ่านไปไม่กี่ปีที่ผ่านมาจริง ๆ แต่นักวิทยาศาสตร์ที่เรียกใช้มันกำลังอยากอัพเกรด
นี่คือเหตุผล IceCube อาจมีขนาดใหญ่ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่ามันดีที่สุดในทุกสิ่ง มันมีจุดบอด: เนื่องจากมีขนาดใหญ่ (น้ำแข็งทั้งลูกบาศก์กิโลเมตร) มันจึงยากที่จะเห็นนิวตริโนพลังงานต่ำ พวกมันไม่ได้ทำให้ป๊อปและฟู่พอที่จะมองเห็นโดยเครื่องตรวจจับของ IceCube
เข้าสู่ PINGU: เครื่องตรวจจับพิเศษจำนวนหนึ่งซึ่งเรียงตัวอยู่ใกล้กับศูนย์กลางของ IceCube ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อจับนิวทริโนพลังงานต่ำที่โจมตีโลก
เมื่อ (หวังว่า) จะมาออนไลน์ PINGU จะเข้าร่วมกองทัพของเครื่องมือและเครื่องตรวจจับทั่วโลกที่พยายามจะจับผีเหล่านี้ที่เกือบจะไม่มีอะไรน่ากลัวที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และปลดล็อกความลับของพวกเขา
