Detektor temné hmoty pozoroval vzácnou subatomární reakci neutrin

25. 4. 2019
Neutrina Temná hmota Antihmota

Zařízení XENON1T navržené speciálně pro detekci temné hmoty pozoruje něco, na co nebylo zrovna postavené: vzácnou reakci dvojitého elektronového záchytu a emisi dvou neutrin. Neutrina by mohla být po fotonech druhým nejčastějším prvkem ve vesmíru, nicméně příliš nereagují s běžnou hmotou a jsou tak téměř nepozorovatelná. Pozorovaná reakce a nový výzkum by nám o nich mohly říct mnoho nového.



Tato subatomární reakce byla předpovězena už v 50. letech minulého století, doposud se ji však nepodařilo detekovat. Během reakce dojde k absorpci dvou elektronů protony v jádru atomu a zároveň k vypuštění dvou neutrin. Tento proces lze pozorovat prostřednictvím vlny rentgenového záření a elektronů, která vzniká při nahrazení absorbovaných elektronů jinými. Během 214 dní provozu se podařilo identifikovat 126 reakcí.

Experiment XENON1T se nachází v Itálii a pracuje s množstvím xenonových atomů. Nachází se pod zemí, aby byly atomy xenonu odstíněny od vnějších vlivů. V takovém místě lze potom snadno pozorovat případné srážky částic temné hmoty s běžnými atomy. Podobným způsobem však detektor dokáže zachytit také neutrina, která podobně jako temná hmota prochází hladce běžnou hmotou, kterou je tvořena skála, pod kterou je detektor ukrytý.

Vědci se kromě dvojitého záchytu elektronů s emisí neutrin koukají také po dalších interakcích neutrin s běžnou hmotou. Jednou z nich je teoretický záchyt elektronů bez produkce neutrin, která by měla ukazovat na anihilaci emitovaných neutrin identifikovatelnou gama zářením. Pokud by byla tato reakce skutečně pozorována, prokázala by, že neutrino je svou vlastní antihmotovou částicí, což by vědcům umožnilo zvážit samotné neutrino.

Během tohoto roku bude detektor XENON1T upgradován na XENONnT s větším množstvím atomů xenonu a tedy i větší pravděpodobností detekce kolizí temné hmoty nebo neutrin s běžnými atomy. 
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Neutrina

Neutrino s vysokou energií by mohlo pocházet z binární supermasivní černé díry

10. 10. 2019 (novější než zobrazený článek)

V roce 2017 se vědcům podařilo poprvé identifikovat zdroj vysokoenergetických neutrin z hlubokého vesmíru. Přišlo k nám z 3,8 miliard světelných let vzdáleného blazaru TXS 0506+056, ten však dodnes zůstává jediným zdrojem tohoto druhu neutrin a vědci zřejmě přišli na to proč: v jádru této galaxie se totiž zřejmě nachází vzácná binární supermasivní černá díra.

celý článek

Německý experiment výrazně zpřesnil odhadovanou maximální hmotnost neutrin

18. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Němečtí vědci zveřejnili výsledky prvních několika týdnů provozu experimentu KATRIN, který studuje neutrina. Podle jejich studie je maximální hmotnost neutrina 1,1 eV, což je výrazné zpřesnění oproti předchozí hodnotě 2 eV. Zjistit hmotnost neutrin je složité, protože jen slabě reagují se svým okolím, vědci tak zatím pouze odhadují jejich maximální hmotnost.

celý článek

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlit

2. 10. 2018

Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlitObservatoř ANITA umístěná v balónu nad jižním pólem Země detekovala za posledních 13 let dvakrát zvláštní událost, kterou si vědci zatím nedokáží vysvětlit. Jde o subatomární částici, která proletěla atmosférou, dopadla na povrch naší planety, proletěla jejím jádrem a vydala se zpět do atmosféry a do vesmíru. Při svojí cestě Zemí vygenerovala velmi slabé pulzy rádiových vln, které zachytila observatoř více než 30 kilometrů nad povrchem Antarktidy.

celý článek

Observatoř na Antarktidě potvrzuje, že černé díry jsou zdrojem vysokoenergetických neutrin

13. 7. 2018

Observatoř na Antarktidě potvrzuje, že černé díry jsou zdrojem vysokoenergetických neutrinS pomocí detektoru neutrin na jižním pólu IceCube se vědcům podařilo poprvé detekovat zdroj vysokoenergetických neutrin, je jím vzdálená supermasivní černá díra TXS 0506+056. Neutrina jsou subatomární částice, které jen zřídka interagují se hmotou a není tak jednoduché je zachytit. Neutrina vznikají například ve hvězdách, supernovách nebo při jaderných reakcích. Zdroj vysokoenergetických neutrin však byl doposud neznámý, nebo alespoň nebyl potvrzený. Podle nové studie mohou vznikat právě v černých dírách v jádru masivních galaxií.

celý článek

Vědci ve Fermilabu mohli poprvé zkoumat jádra atomů pomocí neutrin se známou energií

15. 4. 2018

Neutrina jsou subatomární částice bez elektrického náboje, které reagují s okolní hmotou pouze skrze slabou nukleární sílu. Díky této jejich podstatě jsou zajímavým nástrojem na zkoumání jader atomů, je však velmi obtížné změřit jejich energii, což je při zkoumání kolizí s atomy poměrně důležitá informace. Tento kousek se nyní poprvé podařil vědcům v americké laboratoři Fermilab. V rámci experimentu MiniBooNE použili neutrina, která měla energii přesně 236 MeV.

celý článek

Vědci stále čekají na detekci vzácné reakce, která produkuje antihmotovou verzi neutrina

28. 3. 2018

Mezinárodní tým vědců spustil v Itálii experiment, který má za cíl rozhodnout, zda mají neutrina svůj ekvivalent v antihmotě. Hledají tak odpověď na otázku, proč je vesmír tvořený převážně hmotou a ne antihmotou, když teoreticky měly vzniknout oba druhy hmoty při velkém třesku ve stejném množství. Mohly by za tím totiž stát právě neutrina, u kterých existuje podezření, že jsou si sama sobě antičásticí. Dosavadní výsledky za první rok chodu experimentu ještě rozhodnou odpověď nepřinesly, pokračuje tedy dál.

celý článek

Měření observatoře na jižním pólu ukazují, že Země absorbuje energetická neutrina

26. 11. 2017

Podle studie publikované v listopadovém vydání magazínu Nature jsou neutrina na své cestě absorbovaná v naší planetě. Autoři studie tak usuzují z měření částicového detektoru IceCube umístěného nedaleko jižního pólu. Neutrina jsou subatomární částice, které procházejí v obrovských množstvích veškerou hmotou, u těch vysoce energetických však dochází k interakcím s protony a neutrony. Pozorované chování neutrin odpovídá předpovědím standardního modelu částicové fyziky.

celý článek