Explicație: Ce face un telescop în interiorul celui mai adânc lac din lume?

Baikal-GVD este unul dintre cei mai mari trei detectoare de neutrini din lume, alături de IceCube de la Polul Sud și ANTARES din Marea Mediterană.

Participanții concurează pe gheața înghețată a lacului Baikal în timpul cupei de navigație pe gheață Baikal din regiunea Irkutsk, Rusia, 23 martie 2021. (Foto Reuters: Yuri Novikov)

La sfârșitul săptămânii trecute, oamenii de știință ruși a lansat unul dintre cele mai mari telescoape subacvatice pentru neutrini din lume numit Baikal-GVD (Detector de volum Gigaton) în apele lacului Baikail, cel mai adânc lac din lume situat în Siberia.

Construcția acestui telescop, care a început în 2016, este motivată de misiunea de a studia în detaliu particulele fundamentale evazive numite neutrini și de a determina eventual sursele acestora. Studierea acestui lucru va ajuta oamenii de știință să înțeleagă originile universului, deoarece unii neutrini s-au format în timpul Big Bang-ului, alții continuă să fie formați ca urmare a exploziilor supernovei sau din cauza reacțiilor nucleare din Soare.

Buletin informativ| Faceți clic pentru a primi cele mai bune explicații ale zilei în căsuța dvs. de e-mail

Baikal-GVD este unul dintre cei mai mari trei detectoare de neutrini din lume, alături de IceCube de la Polul Sud și ANTARES din Marea Mediterană.

Ce sunt particulele fundamentale?

Până acum, se înțelege că universul este format din niște particule fundamentale care sunt indivizibile. În linii mari, particulele de materie despre care oamenii de știință le cunosc încă de acum pot fi clasificate în quarci și leptoni. Dar acest lucru se aplică numai materiei normale sau materiei din care oamenii de știință știu că este alcătuit cinci la sută din univers. În cartea lor We Have No Idea, caricaturistul Jorge Cham și fizicianul particulelor Daniel Whiteson au spus că aceste particule alcătuiesc materie care reprezintă doar cinci la sută din univers. Nu se cunosc prea multe despre restul de 95% din univers, care este clasificat de autori în materie întunecată (27%) și restul de 68% din univers despre care oamenii de știință nu au încă idee.

Jenilee Harrison vârstă

Dar în universul despre care știu oamenii de știință, explorarea în domeniul fizicii a dus până acum la descoperirea a peste 12 astfel de quarci și leptoni, dar trei dintre aceștia (protoni, neutroni și electroni) este din ce este alcătuit totul în lume. . Protonii (purtă o sarcină pozitivă) și neutronii (fără sarcină) sunt tipuri de quarci, în timp ce electronii (purtă o sarcină negativă) sunt tipuri de leptoni. Aceste trei particule formează ceea ce se numește blocul de construcție al vieții – atomul. În diferite combinații, aceste particule pot forma diferite tipuri de atomi, care la rândul lor alcătuiesc molecule care formează totul – de la o ființă umană, la un scaun de lemn, o farfurie de plastic, un telefon mobil, un câine, o termită, un munte, o planetă, apă, sol și așa mai departe.

De ce oamenii de știință studiază particulele fundamentale?

Studierea din ce este alcătuit oamenii și tot ceea ce îi înconjoară le oferă oamenilor de știință o fereastră către înțelegerea universului într-un mod mai bun, cât de ușor este să înțelegi ce este o prăjitură odată ce știi ingredientele din care este alcătuită. Acesta este unul dintre motivele pentru care oamenii de știință sunt atât de dornici să studieze neutrinii (nu la fel cu neutronii), care sunt, de asemenea, un tip de particule fundamentale. Fundamental înseamnă că neutrinii, precum electronii, protonii și neutronii nu pot fi descompusi în particule mai mici.

Deci unde se potrivesc neutrinii?

Ceea ce face neutrinii deosebit de interesanți este faptul că sunt abundenți în natură, aproximativ o mie de trilioane dintre ei trecând prin corpul uman în fiecare secundă. De fapt, ele sunt a doua cea mai abundentă particule, după fotoni, care sunt particule de lumină. Dar, în timp ce neutrinii sunt abundenți, nu sunt ușor de prins, asta pentru că nu poartă o sarcină, drept urmare nu interacționează cu materia.

Un site web dezvoltat de Fermi National Accelerator Laboratory din SUA spune că neutrinii sunt un indiciu pentru o nouă fizică: moduri de a descrie lumea pe care nu le cunoaștem încă. De asemenea, ar putea avea proprietăți unice care ar ajuta la explicarea de ce universul este format din materie și nu din antimaterie. La fel cum particulele subatomice ale așa-numitei materie normale pot fi clasificate în electroni, protoni și neutroni, particulele subatomice care alcătuiesc antimateria au proprietăți opuse materiei normale. Deși se știe că antimateria există, nu știm încă de ce există sau cât de diferite sunt proprietățile particulelor sale subatomice de cele ale materiei normale.

O modalitate de a detecta neutrinii este în apă sau gheață, unde neutrinii lasă un fulger de lumină sau o linie de bule atunci când interacționează. Pentru a capta aceste semne, oamenii de știință trebuie să construiască detectoare mari. Un telescop subacvatic, cum ar fi GVD, este conceput pentru a detecta neutrinii de înaltă energie care ar fi putut proveni din nucleul Pământului sau ar fi putut fi produși în timpul reacțiilor nucleare la Soare.

Imparte Cu Prietenii Tai: