Naukowcy mają już urządzenie do obserwacji neutrin – najbardziej nieuchwytnych cząstek, które poruszają prawie z prędkością światła. W Japonii międzynarodowy zespół naukowców współpracujących przy eksperymencie Super-Kamiokande (SK) ogłosił dziś zakończenie modernizacji ogromnego detektora neutrin otwierającej zupełnie nowe możliwości badawcze. Fizycy – w tym także z Polski – będą mogli m.in. obserwować wybuchy supernowych zachodzące w odległej przeszłości.
Nowe możliwości badań uzyskano dzięki dodaniu związków gadolinu do zbiornika detektora zawierającego 50 mln litrów krystalicznie czystej wody. Gadolin pozwoli na obserwacje neutronów powstających przy oddziaływaniu wysokoenergetycznych antyneutrin z wodą, dzięki czemu będzie można rejestrować antyneutrina powstałe w wybuchach supernowych na początku historii Wszechświata.
Neutrina – niemal bezmasowe cząstki poruszające się z prędkością bliską prędkości światła – to najbardziej tajemniczy składnik materii. Są trwałe, występują w trzech „rodzajach”, ale oscylują, zmieniając swoją tożsamość podczas podróży od źródła do detektora. Choć we Wszechświecie, a nawet na Ziemi, powstają ich wielkie ilości, to jednak niezwykle trudno je zaobserwować, gdyż bardzo rzadko oddziałują z jakąkolwiek materią. Z drugiej strony, ze względu na swe słabe oddziaływania z czymkolwiek, mogą być bezcennym źródłem niezakłóconej informacji o procesach, które miały miejsce na najdalszych krańcach Wszechświata i w początkach jego ewolucji. Badania neutrin zaowocowały w ostatnich latach dwoma nagrodami Nobla i prestiżową nagrodą Breakthrough Prize.
W zakończonych dziś pracach modernizacji detektora SK brali także udział Polacy, w tym naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych. Będą oni uczestniczyć także m.in. w analizie danych eksperymentu nakierunkowanej na poszukiwanie w detektorze ewentualnego sygnału pochodzącego od cząstek ciemnej materii. Badania naszych naukowców są wspierane przez granty Narodowego Centrum Nauki.
Dr Marek Pawłowski
