Tajga se smrkem sivým na Aljašce. Kredit: Wikimedia Commons, NOAA, L.B. Brubaker.

Neutrina a jejich protějšky antineutrina jsou téměř nepolapitelná čeládka. Mají sice nenulovou, ale zároveň extrémně nízkou hmotnost, nulový elektrický náboj a nepůsobí na ně silná ani elektromagnetická síla. Ovlivňuje je pouze slabá síla a velmi nezřetelně také gravitace. Proto, i když jsou všudypřítomná a neustále procházejí i našimi těly, prakticky vůbec neinteragují s okolím a je nesmírně těžké je detekovat.

Není tajemstvím, že vědci kvůli detekci neutrin stavějí bizarní veliká zařízení na bizarních místech, jako je třeba podzemí anebo jižní zeměpisný pól v Antarktidě. Jejich detekce obvykle těsně závisí na masivních objemech vody, vzduchu nebo ledu. Čím větší je detekční masa, tím větší je naděje na detekci.

Steven Prohira. Kredit: University of Kansas.

Vědci při detekci neutrin využívají slabou sílu, gravitace je na to podle pohledu soudobé vědy příliš slabá. Mají v podstatě tři možnosti: 1. interakci neutrin s nukleony, která vede ke vzniku radioaktivního atomového jádra a detekci radiace, 2. pružný rozptyl neutrina na elektronu, kdy je detekován odražený elektron anebo 3. interakci vysokoenergetických neutrin s protony za vzniku vysokoenergetických mionů, k čemuž se využívá led nebo voda.

Stavba detektoru neutrin bývá velmi náročná, jednak kvůli velikosti, a také kvůli prostředí. Například japonský experiment Super-Kamiokande se nachází v podzemní Kamioka Observatory, asi kilometr pod horou Ikeno. Jeho základem je více než 40 metrový ocelový válec s 50 220 tunami ultračisté vody. Vybudovat něco takového nejspíš nebylo úplně jednoduché.

Logo. Kredit: University of Kansas.

Při detekci neutrin prostřednictvím rádiových emisí spojených s interakcemi neutrin je nutné mít k dispozici tisíce antén v zorném poli, které jsou vzdálené od civilizace, co to jenom jde, kvůli možnému rádiovému rušení. Postavit něco takového někde v pustině by bylo velice problematické.

Americký fyzik Steven Prohira z University of Kansas navrhuje využít k detekci neutrin tohoto typu les. Není to až tak šílené, jak to na první pohled vypadá. Americká armáda používala stromy v džungli jako praktické antény za války ve Vietnamu. Výhodou bylo, že k tomu nepotřebovali masivní vybavení a stromová anténa byla sama sobě maskováním.

Les by mohl být pro detekci neutrin velmi praktický. Lesní stromy mívají podobnou výšku, bývají na rovině a ještě ke všemu víceméně rovnoměrně rozmístěné. „Lesní observatoř“ by oproti záplavě vyrobených antén mohla ušetřit množství finančních prostředků. Jako bonus by to bylo pozoruhodné spojenectví částicové fyziky a ochrany krajiny. Je to zatím ve fázi nápadu, ale podle prvních reakcí jde o fascinující koncept, který si zaslouží pozornost.

Video: How a NEUTRINE Detector Works ⚡Super-Kamiokande

Video: Exploring the Cosmos from the South Pole Ice: A Virtual Tour of the IceCube Neutrino Observatory

Literatura

Universe Today 7. 2. 2024.

arXiv:2401.14454.