Detektor temné hmoty pozoroval vzácnou subatomární reakci neutrin

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

V urychlovači LHC pod Alpami vědci poprvé detekovali neutrina z kolizí protonů

Vědcům v CERNu se podařilo poprvé detekovat kandidáty na neutrina, subatomární částice, které běžně procházejí hmotou zcela bez interakce. Neutrina vznikají ve hvězdách v supernovách, ale také v kolizích v urychlovači částic pod Alpami. Jedná se o první detekci neutrin při kolizích protonů v urychlovači. Nový postup umožní vědcům lépe pochopit, co se při těchto kolizích ve skutečnosti děje.

Vědci poprvé zachytili neutrina ze sekundární termojaderné reakce v nitru Slunce

Většina energie vyrobená Sluncem pochází z proton-protonového cyklu, kdy dochází ke sloučení dvou protonů a vzniká atom hélia. Zhruba jedno procento energie nicméně pochází z tzv. CNO cyklu, kdy hélium vzniká prostřednictvím katalyzátorů v podobě uhlíku, dusíku a kyslíku. Vědcům se nyní poprvé podařilo pozorovat neutrina, která pochází z CNO cyklu. Právě tyto částice, které téměř nereagují s okolním prostředím, jsou v podstatě jediným nástrojem pro přímé zkoumání nitra Slunce.

V Pacifiku vyroste nový detektor neutrin, bude největší na světě

Tým astrofyziků z Německa a severní Ameriky plánuje postavit při pobřeží Kanady v Pacifickém oceánu velký detektor neutrin. Aktuálně největší detektor IceCube v Antarktidě má jeden kubický kilometr, nově uvažovaná observatoř P-ONE (The Pacific Ocean Neutrino Experiment) má mít 3 kubické kilometry.

Observatoře v USA a Evropě zachytily výjimečně krátkou gravitační vlnu - vědci neví, co ji mohlo způsobit

14. ledna astronomové zachytili gravitační vlnu, jakou dosud neviděli: trvala pouhý zlomek sekundy. Od ostatních detekcí se tím liší a vědci zatím neví proč. Je pravděpodobné, že tato detekovaná deformace prostoru má zcela jiného původce než kolizi černých děr nebo neutronových hvězd, které byly zdrojem v ostatních případech.

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

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.

Německý experiment výrazně zpřesnil odhadovanou maximální hmotnost neutrin

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.

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

Observatoř 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.