23. apríla 2024
neutrina

Roxorový detektor Veľkého tresku

Tesne po Veľkom tresku panovali vo vesmíre divoké podmienky. Menila sa povaha síl, staré častice sa rozpadali a vznikali nové, objavovali sa základy štruktúr, z ktorých postupne vznikli galaxie a v nich aj my.

Nech už žmúrime vesmírnymi teleskopmi ako len chceme, tieto procesy neuvidíme. Elektromagnetické žiarenie, ľudovo zvané aj svetlo, je totiž blokované bariérou plazmy, ktorá sa rozplynula až keď mal vesmír 380 000 rokov. Jednu výnimku, ktorej bolo toto obmedzenie ukradnuté, sme spomínali nedávno. Gravitačné vlny sa mohli šíriť vesmírom od jeho vzniku. Druhou výnimkou sú neutrína.

Ak o neutrínach niečo viete, tak asi to, že o nich väčšina ľudí nevie nič, lebo síce ide o jednu zo základných častíc, so zbytkom sveta prakticky neinteraguje a tak sa nám pomerne dlho darilo tváriť, že vôbec neexistuje. Neutrína sa tvoria pri jadrových procesoch, napríklad vo hviezdach či supernovách a tak sa stali nástrojom na skúmanie vesmíru, vznikla oblasť neutrínovej astronómie.

Neutrína vznikali aj tesne po Veľkom tresku a priepustku na voľný pohyb získali už sekundu po jeho vzniku. Je teda veľkou výzvou ich zachytiť. Má to však spomínaný háčik, reagujú veľmi neochotne. A na rozdiel od „nových“ neutrín majú malú energiu a tak sa detegujú ešte ťažšie, než sme zvyknutí.

Dvojica výskumníkov nedávno odprezentovala dizajn detektora, ktorý by takéto reliktové neutrína dokázal fokusovať a lokálne zvýšiť ich koncentráciu až miliónnásobne. Dizajn pripomína morského ježka, podľa materiálu a veľkosti grantu v rozmere decimetrov až stovky metrov. Podľa odhadov by takto zostrojený detektor posunul slabý signál až na hranicu moderných kvantových detektorov. Ako povedal autor výskumu S. Dimopoulos, ako materiál zvažovali všeličo: vyhorené palivo z jadrovej elektrárne, zlato či roxorové tyče zo stavby.

Ide o prvý teoretický návrh, no jednoduchosť zariadenia a vidina Nobelovej ceny asi niekoho osmelí. Stále sa pohybujeme na hraniciach možností a premýšľame o neoverených dizajnoch. Na druhú stranu, tak zaujímavý objav mať relatívne na dosah tyče, bola by to škoda neskúsiť.

[Samuel]



A Diffraction Grating for the Cosmic Neutrino Background and Dark Matter
https://arxiv.org/pdf/2303.04814.pdf

Pridaj komentár