Detektori poput Boreksina u Italiji ili Ledene kocke na Južnom polu jure skoro neuhvatljive čestice
Tekst: Boris Klobučar
Nenaelektrisani, skoro bez mase, oni prolaze kroz svaku sredinu, često ne ostavljajući nikakav trag. Dolaze sa svih strana i kreću se vrtoglavim brzinama. Ovi duhovi su čestice, i u nauci su poznate kao neutrini. I vrlo su stvarni.
Upravo zato što skoro da nemaju masu i nisu obojeni naelektrisanjem, neutrini jako slabo interaguju sa materijom. Retko se sudaraju sa drugim česticama i na njih ne deluje Kulonova sila, koja se javlja između naelektrisanih tela. Milijarde neutrina prolaze kroz vaše telo svakog dana, a da to ne ostavlja nikakve posledice. Nastaju u procesima radioaktivnih raspada. Dolaze sa svih strana, kako iz dalekog svemira tako i iz kore naše planete.
Kako ih onda uhvatiti? Jedan od načina je da se postave ogromni detektori koji reaguju kada na njih naiđe neutrino i čekati da se taj jako redak sudar dogodi. Upravo je ovo filozofija detektora Boreksino kod planine Gran Saso, na istoku Italije. Detektor se sastoji od jedne velike metalne sfere, ispunjene scintilacionom tečnošću. U ovakvoj tečnosti, kada se neutrino sudari sa molekulom, oslobađa se foton. Drugim rečima, tečnost „zasvetli“. Ove fotone uhvate drugi senzori koji beleže dalja merenja.
Detektor prikuplja podatke od 2007. godine, a tim naučnika koji obrađuje podatke objavio je da su detektovali takozvane geo-neutrine, koji dolaze iz Zemljinog plašta, sloja stena između tečnog jezgra naše planete i Zemljine kore. Sada, 2056 dana nakon početka potrage za geo-neutrinima, prikupljeni podaci sa velikom sigurnošću do 5,9 sigma govore da su merenja validna. Ovo znači da je šansa da je došlo do greške u merenju svega 1 u 275 miliona.
Merenja na Boreksinu prvi put omogućuju da razlikujemo neutrine iz Zemljine kore i Zemljinog plašta, kao i da utvrdimo koliko radioaktivnih raspada ima u sloju planete najbližem jezgru.
Na drugom kraju sveta, detektor Ledena kocka (Ice Cube) pokušava da uhvati neutrine koji dolaze iz svemira. Jedan od izvora neutrina mogu biti udaljene crne rupe, koje izbacuju velike količine gama zračenja. Prvi neutrini ovog tipa, na visokim energijama, uhvaćeni su 2013. godine, a od tada ih je izmereno mnogo. Neutrini energije od 2.000 biliona elektronvolta uhvaćeni su početkom avgusta 2015. godine. Ova energija je oko 150 puta veća, nego ona u CERN-ovom Velikom hadronskom sudaraču.