Како су научници уловили „сабласну честицу“ и да ли је она калауз који откључава мистерије космоса

„Неутрино је једна од најзанимљивијих честица у модерној физици. Често је називају сабласном, понајвише због њених карактеристика које је чине јако тешком за изучавање. Због тога је најновија студија још један продор на пољу феномена који се не изучава много“, каже Бубњевић.

Према његовим речима, неутрино је део стандардног модела у физици, што је један систем знања која описују структуру материје и део тог знања се учи и у школама, попут тога да протони, неутрони и електрони чине атоме.

„Стандарни модел физике наводи да је свет сачињен од две врсте честица – лептона и кваркова. У ове прве спада и електрон, као и миони и тау честице. Свака од те три честица има свог неутрина, као свог изузетно милион пута мањег брата. Значи свих тих шест честица – електрони, миони и тау честице свака са својим неутринима – чине лептоне и заједно са кварковима граде познати свет око нас“, објашњава Бубњевић.

Неутрини су јако тешки за детектовање јер не регују на електричну и магнетну силу, због чега је јако тежак за „хватање“.

Ове честице се јављају у свим фазама бета-распада у природи, потичу из фузионих процеса у звездама и долазе као остатак Великог праска.

Кључ је у маси

Како наводи Бубњевић, неутрина су дуго сматрана да уопште немају масу, али је ипак касније закључено да је имају, иако је она чак милион пута мања од масе електрона, која износи око 0,5 мегаелектрон-волти.

То је од кључног значаја, јер по Ајнштајновог Специјалној теорији релативности када неки објекат нема масу, он може да се креће брзином светлости.

Пошто неутрино има масу (ма колико мала она била), он се не може кретати брзином светлости, већ нешто спорије.

„Зато што имају тако малу масу, неутрина се крећу скоро брзином светлости. У зависности од њиховог порекла, они носе различиту енергију. Имате честицу која се креће скоро као светлост, која је неутрална, изузетно мала и обиље тих честица стално пролази. Сада је први пут уловљен један неутрино огромне енергије изражене у тераелектрон-волтима. У будућности развијањем детектора установићемо да их има више“, истиче Бубњевић.

Лов на неутрино

Рекордни неутрино уловљен је детектором у Медитеранском мору, који је и даље у изградњи. Детектор је пре извесног времена открио сигнал који је проучаван више од годину дана, а у студији објављеној у часопису Нејчер наводи се колику енергију је имао тај неутрино.

Како су физичари смислили начин да улове неутрино? Најближа аналогија, како каже Бубњевић, била би пробијање звучног зида.

„Брзина светлости у вакуму је највећа позната брзина. Међутим, брзина светлости у води је нешто мања. Када се честица кроз воду креће скоро или једнако брзини светлости, онда имате ситуацију аналогну оној када долази до пробијања звучног зида. Брзина у том медију (води) је мања од брзине саме честица. Као што се код пробијања звучног зида јавља звук, овде се јавља светлост плаве боје – Черенковљево зрачење – које је сигнал да је нека честица летела брзином блиском брзини светлости“, објашњава Бубњевић.

Научници су дошли на идеју да направе велики базен са великом количином воде и поставе детекторе који хватају то Черенковљево зрачење. Јапанци су тако направили свој велики детектор који је до сада ухватио много неутрина.

„Код експеримента у Медитерану је да се Средоземно море искористи као џиновски базен у који се постављају детектори који хватају Черенковљево зрачење од неутрина који су прошло кроз морску воду“, наводи Бубњевић.

Калауз за откључавање мистерија свемира

Свети грал физике могло би да буде одгонетање мистерије тамне материје, односно зашто већи део космоса ми уопште не детектујемо. Неутрини би могли да помогну у томе.

„Друга ствар јесте што разумевање неутрина разрешавају бројне дилеме. Дуго се сматрало да постоје нека ирегуларност са неутринима која долазе са Сунца. То је била велика дебата у науци“, додаје физичар.

Трећи аспект који чини неутрино занимљивим јесте да понекад изазивају велике контроверзе у науци.

Један експеримент пре неколико година уловио је неутрина и детектовао да се крећу брже од брзине светлости, што је иначе немогуће по Теорији релативности, па су многи почели да сумњају да ли је Ајнштајн био у праву.

Испоставило се да је грешка у експерименту одговорна за овакво очитавање.