Нейтрино називають частинками-привидами, адже вони здатні проходити крізь величезні масиви матерії. Фізики пояснили, чому ці невловимі частинки можуть допомогти розкрити таємниці Всесвіту.
Американський фізик Джордж Фуллер розповів про незвичайні властивості нейтрино — частинок, які часто називають "привидами" через їхню здатність майже безперешкодно проходити крізь матерію. За словами науковця, нейтрино можуть допомогти краще зрозуміти найдавніші етапи існування Всесвіту.
Як науковці виявляють частинки-привиди під льодом?
Нейтрино — одні з найменш помітних фундаментальних частинок у Всесвіті. Вони не мають внутрішньої структури, відомої науці. Водночас ці частинки здатні майже безперешкодно проходити крізь різні об'єкти. Рухаючись майже зі швидкістю світла, вони долають величезні космічні відстані й залишаються практично невловимими. Навіть потужні гравітаційні поля, зокрема поблизу чорних дір, не стають для них перешкодою.
Масштаби їхнього поширення вражають:
- щосекунди крізь кожен квадратний сантиметр людського тіла проходить близько 100 мільярдів нейтрино;
- у космосі на один атом припадає орієнтовно мільярд таких частинок;
- залежно від енергії нейтрино можуть долати навіть товщу свинцю, еквівалентну світловим рокам.
Існування нейтрино ще у 1930-х роках передбачив фізик Вольфганг Паулі. Однак на підтвердження цієї гіпотези довелося чекати понад два десятиліття. Лише у 1956 році під час експерименту "Полтергейст" науковцям вдалося зафіксувати невловимі частинки.
Нині одним із головних майданчиків для їхнього дослідження є антарктичний детектор IceCube. Він розташований глибоко під крижаною поверхнею та займає простір об'ємом близько одного кубічного кілометра. Усередині льоду встановлено тисячі спеціальних світлових датчиків.
За певних умов нейтрино все ж взаємодіють із речовиною. Під час зіткнення частинки з льодом може виникнути короткочасне блакитне світіння — ефект, відомий як випромінювання Черенкова. Саме ці спалахи й вловлюють датчики IceCube.
Як нейтрино допомагають досліджувати Всесвіт?
Величезна кількість цих частинок у космосі робить їх важливим об'єктом для астрофізичних досліджень. Нейтрино майже не взаємодіють із матерією, тому можуть долати колосальні відстані, не втрачаючи інформації про місце свого утворення. Завдяки їхньому вивченню науковці отримують можливість досліджувати процеси, які відбуваються у віддалених куточках Всесвіту.
Дослідження нейтрино також може наблизити науковців до розуміння того, яким був Всесвіт у перші миті після Великого вибуху та як він розвивався на ранніх етапах.
Паралельно з дослідженнями в Антарктиді науковці працюють і в обсерваторії Simons у пустелі Атакама. Там спостерігають за реліктовим випромінюванням — залишком світла, що зберіг інформацію про молодий Всесвіт.
