Miljardi fantomu daļiņu šobrīd šķērso jūsu ķermeni. Neredzamas un neaptveramas, tās traucas pāri Zemei, it kā tā nemaz nepastāvētu. Pusgadsimtu fizikas pētnieki medīja šos neitrīnus, lai atklātu to noslēpumus. Tad, 2025. gada sākumā, milzīgs detektors, kas bija aprakts zem zemes Ķīnā, mainīja visu. Mazāk nekā divos mēnešos tas paveica to, kam pētnieku paaudzes bija veltījušas desmitgadus.
Saturs
Nepārspējams zinātnisks sasniegums
Pazemes neitrīnu observatorija Jiangmen, jeb JUNO, tikko publicēja savus pirmos rezultātus priekšizdevumā, kas nosūtīts žurnālam Chinese Physics C. Skaitļi ir apdullinoši: tikai 59 darba dienās šī iekārta ar nepārspējamu precizitāti izmērīja neitrīnu galvenos parametrus.
Džoakino Ranucci, projekta preses sekretāra vietnieks, šo sasniegumu apkopojis ar spilgtu frāzi: „Pusgadsimta ilgais darbs ir izpaudies divu parametru skaitliskajā vērtībā. 59 dienās mēs ieguvām 50 gadu mērījumu rezultātus”. Šie divi svarīgākie parametri — neitrīno sajaukšanās leņķis un to masu stāvokļu starpības kvadrāts — nosaka, kā šīs daļiņas svārstās starp savām dažādajām formām.
Subatomārās pasaules spoki
Bet kas ir neitrīni? Iedomājieties daļiņu, kas ir tik vāja, ka tā iziet cauri jūsu ķermenim, kalniem, visai planētai, praktiski neietekmējot neko. Šīs „spoku daļiņas” praktiski nav masas un pastāv trīs dažādās formās: elektroni, mioni un tau.
Visdziļākā parādība? Tās nepaliek fiksētā formā. Elektronu neitrīno var pārvērsties par mionu neitrīno kustības laikā un pēc tam pāriet tau variantā. Šī kvantu deja, ko sauc par oscilācijām, tās atklājējiem 2015. gadā atnesa Nobela prēmiju fizikā, jo tā pierāda, ka neitrīniem patiešām ir masa — fakts, ko standarta elementārdaļiņu fizikas modelis neparedzēja.
Kāpēc šīs daļiņas tik ļoti satrauc fizikus
Tieši šī neparedzamība padara neitrīnus tik interesantus. Tie ir pirmā apstiprinātā plaisa mūsu sarežģītajā subatomārās Visuma teorijā. „Neitrīni ir vienīgais ceļš uz fiziku ārpus Standarta modeļa”, — skaidro Ranucci.
Šis vārtiņš var novest pie revolucionāriem atklājumiem: izpratnei par to, kāpēc Visumā ir vairāk matērijas nekā antimateriālas, precīzas masu hierarhijas noteikšanai starp trim neitrīno veidiem vai pat pilnīgi negaidītu fizikālu parādību atklāšanai.
Milzīgs detektors, aprakts zem zemes
Lai noķertu šīs neaptveramās daļiņas, ir jādomā plaši. Ļoti plaši. JUNO ir sfēra ar diametru 35 metri, kas satur 20 000 tonnu scintilācijas šķidruma — ķīmiska savienojuma, kas speciāli izstrādāts, lai reaģētu uz neitrīno caurlaidību, izraisot sīku gaismas uzliesmojumu. Tūkstošiem sensoru ir izvietoti sfēras iekšienē, lai reģistrētu šos mirklīgos uzliesmojumus.
Iekārta atrodas dziļi zem zemes, kur zemes garoza kalpo kā dabiskais vairogs pret citām kosmiskajām daļiņām, kas var traucēt mērījumus. Tikai neitrīni bez grūtībām iziet cauri iežiem.
JUNO milzīgais izmērs — divdesmit reizes lielāks nekā iepriekšējiem detektoriem — izskaidro tā izcilo jutību. Lielāks scintilācijas šķidruma daudzums nozīmē vairāk detektējamu mijiedarbību, tātad vairāk datu un augstāku precizitāti.
Jaunas fizikas ēras solījumi
Šie pirmie rezultāti ir tikai priekšvēstnesis nākotnes notikumiem. JUNO komanda plāno laika gaitā precizēt savus mērījumus un cer atrisināt dažas no sarežģītākajām fundamentālās fizikas mīklām. Katrs atklātais neitrīns ir vēl viens fragments kosmiskajā mozaīkā, atslēga uz dziļāku izpratni par likumiem, kas valda mūsu Visumā.
Ķīniešu alas pazemes klusumā fantomu daļiņas beidzot atklāj savus noslēpumus.
