Οι ταλαντώσεις των νετρίνων ίσως ρίξουν φως στην σκοτεινή ύλη

Τρισεκατομμύρια νετρίνα, ή «σωματίδια-φαντάσματα» όπως είναι το παρατσούκλι τους, περνούν μέσα από το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο. Παρά το γεγονός αυτό, όμως, δεν είναι ακόμη γνωστός ο ρόλος που παίζουν στο σύμπαν, επειδή είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν και να μελετηθεί η συμπεριφορά τους. Τώρα όμως νέες μετρήσεις, από το Παρατηρητήριο Νετρίνων IceCube στον νότιο…

«Φως» στον θάνατο των άστρων με την ανίχνευση των νετρίνων

Περισσότερες πληροφορίες για τα τελευταία στάδια των άστρων που «πεθαίνουν» βίαια, προκαλώντας βίαιες εκρήξεις οι οποίες είναι γνωστές ως σουπερνόβα ή υπερκαινοφανείς αστέρες, περιμένουν να συγκεντρώσουν οι επιστήμονες του ανιχνευτή Super-Kamiokande στην Ιαπωνία, χάρις στο νέο υπολογιστικό σύστημα που έχει εγκατασταθεί στη διάταξη.

Ζυγίζοντας τα νετρίνα με το πείραμα KATRIN

Το νετρίνο είναι ένα ουδέτερο στοιχειώδες σωματίδιο, δηλαδή ένα απειροελάχιστα μικρό σωμάτιο που δεν αποτελείται από άλλα, μικρότερα. Η κρατούσα θεωρία που περιγράφει τη Φυσική τέτοιου είδους σωματιδίων ονομάζεται Καθιερωμένο Πρότυπο και ερμηνεύει με πολύ μεγάλη επιτυχία όλα τα γνωστά φαινόμενα της Φυσικής στη μικρότερη δυνατή κλίμακα. To Καθιερωμένο Πρότυπο δέχεται ότι το νετρίνο δεν έχει μάζα, υποθέτει δηλαδή κάτι ανάλογο με αυτό που συμβαίνει με το φωτόνιο, το οποίο είναι γνωστό ότι έχει μηδενική μάζα. Την τελευταία δεκαπενταετία όμως διαρκώς πληθαίνουν οι πειραματικές ενδείξεις ότι αυτή η θεώρηση δεν είναι σωστή και ότι το νετρίνο έχει μη μηδενική μάζα. Η οριστική επιβεβαίωση αυτών των ενδείξεων θα σημάνει την ανάγκη βελτίωσης του Καθιερωμένου Προτύπου, το οποίο – έτσι όπως είναι σήμερα – θα ισχύει πια μόνο προσεγγιστικά.

Μηχάνημα 200 τόνων θα «ζυγίσει» το νετρίνο, το ελαφρύτερο σωματίδιο στο σύμπαν

Μία πειραματική διάταξη που σχεδιάστηκε ειδικά για τη μέτρηση της μάζας του νετρίνου, του ελαφρύτερου σωματιδίου στο σύμπαν, έθεσαν σε λειτουργία την περασμένη Παρασκευή επιστήμονες στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καρλσρούης. Με αυτό τον τρόπο, ξεκίνησαν τη δοκιμαστική φάση του πειράματος KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino), η οποία αναμένεται να ολοκληρωθεί μέσα στην επόμενη χρονιά, ώστε στη συνέχεια να αρχίσουν να λαμβάνουν κανονικά μετρήσεις.

Ενδείξεις για την αιτία που η ύλη «επιβίωσε» στο πρώιμο σύμπαν

Γιατί υπάρχει ο κόσμος που μας περιβάλλει, και μέσα σε αυτόν κι εμείς; Όσο κι αν ακούγεται παράξενο, η καθιερωμένη θεωρία για τη «γέννηση» του σύμπαντος δεν μπορεί να δώσει μία αποδεκτή απάντηση. Ο λόγος είναι πως, με βάση τους νόμους της φυσικής, με τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Τότε, όμως, κάθε σωματίδιο που θα συγκρουόταν με το αντίστοιχο αντισωματίδιό του, όπως ένα πρωτόνιο με ένα αντιπρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο με ένα ποζιτρόνιο, θα έπρεπε να εξαϋλωθεί.

Τα νετρίνα δείχνουν την απάντηση στο ερώτημα γιατί η αντιύλη δεν «κατάστρεψε» το Σύμπαν;

Θα μπορούσαν όλα να ήταν πολύ διαφορετικά. Όταν η ύλη για πρώτη φορά σχηματίστηκε στο σύμπαν, οι τρέχουσες απόψεις μας υποστηρίζουν ότι θα έπρεπε να συνοδεύονταν από ίση ποσότητα αντιύλης – ένα συμπέρασμα που γνωρίζουμε ότι είναι λάθος, επειδή δεν θα έπρεπε να είμαστε εδώ εάν ήταν αλήθεια. Τα πρόσφατα αποτελέσματα από ένα ζευγάρι πειραμάτων, που σχεδιάστηκαν για να μελετήσουν τη συμπεριφορά των νετρίνων [σωμάτια που μόλις αλληλεπιδρούν με το υπόλοιπο σύμπαν], θα μπορούσαν να σημαίνουν πως αρχίζουμε να κατανοούμε το γιατί.

Πέντε εντυπωσιακά πειράματα για το νετρίνο, το σωματίδιο-φάντασμα

Τα βιβλία φυσικής περιγράφουν συνήθως το νετρίνο ως ένα σωματίδιο με απειροελάχιστη μάζα και μηδενικό φορτίο, το οποίο προβλέφθηκε θεωρητικά το 1931, από τον διάσημο φυσικό Βόλφγκανγκ Πάουλι.. Παρ’ όλα αυτά, στην επιστημονική κοινότητα είναι επίσης γνωστό με το παρατσούκλι «σωματίδιο-φάντασμα», αφού είναι τόσο δύσκολο να παρατηρηθεί, που χρειάσθηκαν τρεις περίπου δεκαετίες για να επιβεβαιωθεί πειραματικά η ύπαρξή του.

Στο στόχαστρο στοιχειώδη σωματίδια από το νεογέννητο σύμπαν

Έπειτα από χρόνια προετοιμασίας, στην τελική ευθεία βρίσκεται πλέον το πείραμα Ptolemy στο Εργαστήριο Φυσικής Πλάσματος του Πανεπιστημίου Princeton (PPPL) στις ΗΠΑ. Στόχος του πειράματος είναι να δοκιμάσει να ανιχνεύσει νετρίνα από την εποχή που η ηλικία του σύμπαντος ήταν μόλις 1 δευτερόλεπτο.

Στο φως νετρίνα που παρήχθησαν 1 δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη

Ένα νέο «παράθυρο» που οδηγεί στις πρώτες στιγμές γέννησης του σύμπαντος, υποστηρίζουν πως ανακάλυψαν Αμερικανοί αστρονόμοι από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Το «παράθυρο» αυτό είναι ίχνη από αρχέγονα νετρίνα, τα οποία όλα δείχνουν πως δημιουργήθηκαν ένα δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη

Τα δεδομένα από τα επόμενα πειράματα του LHC θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τη φύση των νετρίνων

Ένα ερώτημα, εδώ και πολλά χρόνια, είναι εάν το νετρίνο είναι αντισωμάτιο του εαυτού του. Θεωρητική μελέτη υποστηρίζει ότι αυτό το ερώτημα μπορεί να απαντηθεί με την εξέταση των διασπάσεων των μποζόνιων W. Όπως αναγνωρίστηκε ήδη από το φετινό Βραβείο Νόμπελ Φυσικής, τα στοιχεία δείχνουν ότι τα νετρίνα έχουν μάζα. Αλλά αυτό γεννάει νέα ερωτήματα…

Το «σωμάτιο φάντασμα», το νετρίνο, δίνει τα πρώτα του διαπιστευτήρια σε καινούριο ανιχνευτή

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων στο πείραμα φυσικής MicroBooNE στις ΗΠΑ, στην οποία συμπεριλαμβάνονται ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Cambridge, ανίχνευσε τα πρώτα της υποψήφια νετρίνα, που είναι επίσης γνωστά και ως «σωμάτια φάντασμα». Αποτελεί ένα ορόσημο για το συγκεκριμένο έργο, που περιλαμβάνει χρόνια σκληρής δουλειάς και έναν 12 μέτρων, περίπου, ανιχνευτή σωματιδίων γεμάτο με 170 τόνους υγρό αργό.

Κατασκοπεύοντας τις ραδιοεκπομπές ενός μοναχικού ηλεκτρονίου

Για πρώτη φορά, ερευνητές του MIT κατάφεραν να ανιχνεύσουν τα ραδιοκύματα ενός μεμονωμένου ηλεκτρονίου -ένα εντυπωσιακό επίτευγμα που ίσως ανοίγει το δρόμο για την απάντηση ενός κρίσιμου ερωτήματος για τα φευγαλέα σωματίδια νετρίνα.

«Φως» στα μυστηριώδη νετρίνα από το πείραμα IceCube στον Νότιο Πόλο

Νέα στοιχεία για τις ιδιότητες των νετρίνων αποκαλύπτει το πείραμα IceCube, με την τεράστια διάταξη που έχει εγκατασταθεί γι’ αυτό τον σκοπό στο Νότιο Πόλο. Τα νετρίνα είναι μία κατηγορία σωματιδίων που αλληλεπιδρούν τόσο ασθενώς με την ύλη, ώστε να περνούν σχεδόν ανεπηρέαστα μέσα από οποιοδήποτε αντικείμενο. Έτσι, μολονότι ο πλανήτης μας βομβαρδίζεται συνεχώς από εκατομμύρια νετρίνα, πολλά από τα οποία προέρχονται μάλιστα από τα πέρατα του σύμπαντος, το συντριπτικά μεγαλύτερο ποσοστό διαπερνά αναλλοίωτο μέσα από τη Γη.

Άλλη γεύση έχουν τα νετρίνα το βράδυ

Πριν από περίπου 30 χρόνια είχε προταθεί πως τα νετρίνα αλλάζουν «γεύση» όταν διασχίζουν πυκνές ποσότητες ύλης. Έπειτα από 18 χρόνια ερευνών, τα πειράματα στον ανιχνευτή νετρίνων Super SuperKamiokande στην Ιαπωνία έρχονται να επιβεβαιώσουν τη συγκεκριμένη θεωρία.

Τι ξέρουμε για την περίφημη μαύρη τρύπα που εκπέμπει μυστηριώδη νετρίνα

Σύμφωνα με αναφορές της NASA, η τεράστιων διαστάσεων μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας είναι πιθανό να εκπέμπει παράξενα σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα. Εάν οι δορυφόροι της NASA καταφέρουν να το επιβεβαιώσουν, θα είναι η πρώτη φορά στην ιστορία του διαστήματος που νετρίνα έχουν εντοπιστεί στις τόσο σκοτεινές περιοχές του.

Δεν παρατηρήθηκε η διπλή φύση των νετρίνων

Έπειτα από δύο χρόνια ερευνών, οι φυσικοί του πειράματος EXO-200 ανακοίνωσαν πως η ραδιενεργός διάσπαση την οποία αναζητούσαν δεν παρατηρήθηκε. Εάν μάλιστα υπάρχει, ο χρόνος ημιζωής της (ένα μέτρο της συχνότητάς της) είναι περισσότερος από ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια  φορές (1015) μεγαλύτερος από την ηλικία του Σύμπαντος. Το EXO-200 ερεύνησε για ίχνη της συγκεκριμένης αντίδρασης δίχως…

Νέο πείραμα για τον «γρίφο» της μάζας των νετρίνων

Ξεκίνησε τη λειτουργία της στις ΗΠΑ η μεγαλύτερη πειραματική διάταξη που κατασκευάσθηκε ποτέ για να εξιχνιάσει τα μυστήρια των νετρίνων. Η διάταξη αποτελείται από δύο τεράστιους ανιχνευτές που βρίσκονται σε απόσταση 800 χιλιομέτρων μεταξύ τους, καταγράφοντας τα σωματίδια στην αρχή και το τέλος αυτής της διαδρομής. Έτσι, όπως ελπίζουν οι ειδικοί του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντών…

Το παρατηρητήριο νετρίνων IceCube στην Ανταρκτική ανίχνευσε ταλαντώσεις νετρίνων υψηλής ενέργειας

Το IceCube, ο μεγαλύτερος ανιχνευτής νετρίνων στον κόσμο, εντόπισε ταλαντώσεις νετρίνων στην ατμόσφαιρα με την υψηλότερη ενέργεια ως σήμερα. Τα νετρίνα είναι στοιχειώδη σωματίδια με πολύ μικρή μάζα, κι έρχονται σε τρία διαφορετικά είδη – ή γεύσεις όπως αποκαλούνται δηλαδή τα νετρίνα ηλεκτρονίων, ταυ και μιονίων. Ταλάντωση ονομάζεται η μετατροπή ενός νετρίνου κάποιας γεύσης σε νετρίνο άλλου είδους, και είναι μια διαδικασία που δεν έχει κατανοηθεί ακόμη πλήρως.

Το πιθανό εύρος της μάζας των νετρίνων έχει περιοριστεί

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών έχει βρει το πιο ακριβές σύνολο περιορισμών σχετικά με τη φύση των διπλής βήτα διάσπασης χωρίς νετρίνα, μια μορφή διάσπασης πυρήνων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθοριστεί η μάζα του νετρίνο με μεγάλη ακρίβεια. Με τη σειρά του, αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να ξεκλειδώσει τα μυστήρια του Σύμπαντος.