Neutrina jsou úplně všude a jistě by bylo fajn je co nejdůkladněji pochopit. Jenže neutrina jsou zároveň velmi nepolapitelná a nasupeným vědcům protékají mezi prsty. Ve snaze dozvědět se o neutrinech víc a spolu s nimi i o původu hmoty a vůbec vnitřního uspořádání vesmíru spouští Fermi National Accelerator Laboratory amerického ministerstva energetiky, čili slavný Fermilab, neutrinový experiment NovA.
Relativně jednoduchá zkratka ve skutečnosti ukrývá nepříliš srozumitelné NuMI Off-Axis νe Appearance, kde „NuMI“ představuje projekt Fermilabu „Neutrinos at the Main Injector“, zdroj intenzivního paprsku neutrin, v současnosti nejsilnějšího na světě, vysílaného směrem k podzemní laboratoři Soudan Mine. Neutrina z NuMI už využily experimenty MINOS a MINERvA a teď jsou k dispozici pro nový experiment NOvA. Přípravné práce na experimentu, jehož klíčovým prvkem jsou dva masivní detektory neutrin, započaly v roce 2009. Zcela nedávno, tedy v září 2014 americké ministerstvo energetiky prohlásilo, že je konstrukce experimentu NOvA hotová, tým experimentu přijímá gratulace a experiment samotný je finančně zajištěn a plně provozuschopný.
„Near“, čili blízký detektor experimentu NOvA o váze 300 tun je instalován přímo v areálu Fermilabu, tedy v Batavii, poblíž Chicaga ve státě Illinois. V podzemí Fermiladu sleduje neutrina bezprostředně po jejich vylétnutí z NuMI. Druhý, „far“, tedy vzdálený a mnohem větší detektor o váze 14 tisíc tun postavili nedaleko hranice s Kanadou v Ash River, na území Minnesoty. Tento detektor pozoruje neutrina ze stejného zdroje poté, co překonají vzdálenost 500 mil neboli 810 kilometrů.
Během příštích šesti let budou ve Fermilabu každou sekundu vypouštět desítky tisíc miliard neutrin přímo do obou detektorů. Přesto, kvůli legendární nepolapitelnosti neutrin vědci doufají, že na vzdáleném detektoru chytí alespoň pár neutrin denně. V takto získaných datech pak budou lidé experimentu NOvA zkoumat jak a proč se mionová, elektronová a tau neutrina mění z jednoho typu na jiné.
Experiment je postavený tak, aby prostudoval především proměny mionových neutrin na elektronová. Právě v této proměně jsou skryty odpovědi na původ hmoty ve vesmíru. Vědce také zajímá, jakou mají neutrina vlastně hmotnost a budou se snažit zjistit, které ze tří zmíněných neutrin je nejtěžší.
Oba dva detektory experimentu NOvA jsou postaveny z PVC a naplněny scintilační kapalinou, která se zableskne, když zachytí prolétávající neutrino. Síť optických kabelů pak přenese záblesk do počítačů systému sběru dat, který vytvoří 3D snímek celé události. Vzdálený detektor v Ash River je prý s délkou 60 metrů, výškou 15 metrů a šířkou rovněž 15 metrů největší volně stojící plastickou strukturou světa. Svá první neutrina zachytil vlastně už v listopadu 2013.
Podle mluvčího experimentu Garyho Feldmana vznikly detektory NOvA díky velkému úsilí stovek odborníků celé řady zemí. Na mezinárodní spolupráci experimentu NOvA se ostatně podílejí i Fyzikální ústav AV, Matfyz Karlovy univerzity a ČVUT. Ať se jim neutrina urodí v co nejhojnějším počtu.
Video: NOvA: Building a Next Generation Neutrino Experiment. Kredit: Fermilab.
Video: Fermilab"s NOvA Experiment Sees First Neutrinos. Kredit: nctv17.
Literatura
Fermi National Accelerator Laboratory News 6. 10. 2014, Wikipedia (NOvA)
Poznámka: V článku Vladimíra Wagnera o gravitačních vlnách a temné hmotě jsme připojili tři videa z přednášek, které se uskutečnily před několika dny na MU AVČV. Jsou zajímavé a aby vám neutekly, připojujeme je i zde:
Soňa Ehlerová - Mezihvězdná hmota v galaxiích (JČMF a Kosmologická
sekce ČAS 3.10.2014)
Petr Kulhánek - Byly objeveny gravitační vlny? (JČMF a Kosmologická
sekce ČAS 3.10.2014)
Vladimír Wagner - Co dnes víme o temné hmotě? (JČMF a Kosmologická
sekce ČAS 3.10.2014)
Diskuze:
Zdroj Neutrin
Tomas Hub,2014-10-07 22:18:49
Muzu se zeptat, jak vypada ci na jakem principu pracuje citovany zdroj neutrin?
Dekuji
Jak se produkují vysokoenergetická neutrina
Vladimír Wagner,2014-10-07 23:44:40
V daném případě jde o zdroj založený na urychlovači. Protony urychlené na velmi vysoké energie (relativistické rychlosti) naráží do terče (v daném případě z uhlíku), kde v reakcích z jádry produkují i velké množství nabitých mezonů pí. Ty se rozpadají na mion a mionové neutrino (tedy buď na mion a mionové antineutrino nebo antimion a mionové neutrino). Dostaneme tak velmi intenzivní zdroj mionových neutrin nebo antineutrin. Jestli to bude svazek z neutrin nebo antineutrin zajistíme tím, jestli vytáhneme magnetickým polem a fokusujeme do úzkého svazku kladně nebo záporně nabité pí mezony. Podrobněji v tomto článku: http://www.osel.cz/index.php?clanek=4799 v části o úmělých zdrojích z urychlovačů. A také zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=5896 .
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
