Nima uchun bu "g'ayritabiiy" zarralarni kuzatish muhim?

Sizga bir narsani tasavvur qilishingizni so'rardim.

Xitoyning janubiy qismida, yer ostida katta binoga o'xshash detektor joylashgan. Ichida 20,000 tonna maxsus suyuqlik bor — agar ma'lum zarralar uning ichidan o'tsa, u yorqinlashadi. Bu asbob shunday sezgiki, hatto deyarli barcha narsalarga e'tibor qilmaydigan zarralarning ishoralarini ham ushlay oladi.

Bu — neytrinolar haqida. Va rostini aytganda, ular fizika dunyosidagi eng g'alati ob'ektlardan biri.

Neytrino nima?

Sohilga keladigan bo'lsak. Neytrino — bu asosiy zarra, ya'ni hamma narsa shunday mayda bo'laklardan tashkil topgan. Lekin protonlar,neytronlar yoki elektronlardan farqli o'laroq, neytrinolar juda o'ziga xos xususiyatlarga ega.

Avvalo, ularning elektr zaryadi yo'q. Ular judayam yengil — bu yengillik qayerdan kelishi hali to'liq aniqlanmagan, chunki ularning massasi hali kashf etilmagan mexanizmdan kelib chiqishi mumkin. Va eng muhimi: ular deyarli hech qanday narsa bilan o'zaro ta'sir qilmaydilar.

Shunday o'ylang — hozir siz bu matnni o'qiyotgan paytda, Quyoshdan chiqqan trillionlab neytrinolar sizning tanangizdan o'tib ketayapti. Devorlardan. Butun Yer sharidan. Va ular bitta atomga ham tegmaydi.

Bu xuddi qo'g'irchoqni qo'l bilan ushlashga urinishga o'xshaydi.

Qidiruv boshlandi

Mana shu yerda JUNO loyihasi ahamiyatli bo'ladi. Jiangmen yerosti neytrino observatoriyasi yaqinda o'zining birinchi muhim natijalarini e'lon qildi va ular haqiqatan ham hayratlanarli.

Atigi 59 kunlik ma'lumotlar yordamida JUNO orqasidagi xalqaro jamoa ikkita asosiy neytrino xususiyatini tarixdagi eng aniq o'lchovlar bilan o'lchadi. Qanchalik aniq? Oldingi o'nlab yillik tajribalarga nisbatan o'lchov xatolarini 1,6 barobar kamaytirdik.

Bu, bir kishining yoshini 10 yil ichida taxmin qilishdan 6 yil ichida taxmin qilishga o'tishga o'xshaydi — faqat bu "kishi" deyarli mavjud bo'lmagan subatom zarra.

Massaning tartibi nega muhim?

Mana bu yerda ishlar haqiqatan qiziqarli bo'lib qoladi. JUNO'ning asosiy maqsadlaridan biri — "neytrino massasi tartibini" aniqlash.

Hozirda olimlar uchta turdagi (texnik jihatdan — "ta'm") neytrino borligini bilishadi. Ularni bilmaydigan narsa shuki, qaysi biri eng og'ir va qaysi biri eng yengil. Bu, uchta sirli qutini olib, ichini ko'rmasdan turib, qaysi birida nima borligini bilmaslik kabidir.

Bunga nega e'tibor berish kerak? Neytrinolar massasini tushunish bizga koinot haqidagi katta savollarga javob berishda yordam beradi — haqiqatan ham katta savollarga. Bu materiyaning dastlabki koinotda antimateriyaga qarshi g'alaba qozonish sababini tushuntirishga bog'liq — bu esa umuman hech narsa mavjud bo'lmasligining bir qismi.

Nature jurnalidagi hisobotda ham buni katta voqea deb atashdi. Ularning yozishicha, bu birinchi natija "neytrinoning aniq tebranish o'lchovlarining yangi davrining boshlanishi"ni anglatadi.

Nobel mukofoti sovrindori Arthur McDonald — quyosh neytrino tebranishini kashf etgani uchun mukofot olgan olim — shunday dedi: "JUNO o'z loyiha maqsadlariga yetdi, istisnodagi radiopokizal, energiya ajratish va detektor barqarorligiga erishdi."

Bu — neytrino fizikasi bo'yicha ko'p narsani biladigan odamdan yuqori baho.

Detektor qanday ko'rinishda?

JUNO detektorini xayolingizda tasavvur qiling. Uning markazida — taxminan 35 metr diametrli gigant akril sharni — o'sha maxsus suyuqlik bilan to'ldirilgan. Bu sharcha 44 metr chuqurlikdagi suv havzasida joylashgan. Bularning hammasi katta po'lat konstruktsiya ichida joylashgan.

Va, yana bir narsa — u 700 metr chuqurlikda, yer ostida joylashgan. Buning sababi bor. Yuqoridagi tosh detektorni boshqa zarralarning o'lchovlarga xalaqit berishidan himoya qiladi. Axir, biz koinotning eng nomushtartib zarralarini ovlayapmiz, to'g'rimi?

Sharchaning yuzasida 45,000 dan ortiq fotoko'paytirgichlar o'rnatilgan — ular yorug'likning kichik chaqnoqlarini ushlab, elektr signalariga aylantiradi. Neytrino kamdan-kam hollarda suyuqlik bilan ta'sirlashganda, kichik yorug'lik chaqnoq hosil bo'ladi. Shu chaqnoqni shu qurilmalar tutib oladi va olimlar uni tahlil qiladi.

Bu — suratga olinishni istamaydigan narsaning surati uchun ulkan kamera yasashga o'xshaydi.

Sizga nima kerak?

Sizning o'ylashingizni bilaman: "Zo'r fan, lekin men eshitmagan zarraga nima uchun e'tibor beray?"

Mana, muammoning yechimi — neytrinolar hamma joyda. Ular yadro reaktsiyalarida (masalan, Quyoshda), o'ta yangi yulduzlarda, Yer ichida va hatto bizning tanamizda — iste'mol qiladigan kaliydan ham hosil bo'ladi. Ular koinotdagi eng zo'r va sirli voqealar haqida ma'lumot olib keladi.

Neytrinlarni tushunish hamma narsani boshqaradigan asosiy qoidalarni tushunishga yordam beradi. Va rostini aytganda, bu nomushtartib zarralardan qisqacha lahzalar ushlab qolish uchun yer ostida ulkan detektor qurishda insoniyatning qiziqishida o'ziga xos go'zallik bor.

Bu — eng yaxshi qiziqish — va shundoq bo'lishi kerak.

Keyingi nima?

JUNO hozirga qadar to'qqiz oy davomida muammosiz ishlab kelmoqda va tadqiqotchilar bu yozdan boshlab yangi natijalarni e'lon qilishni rejalashtirmoqda. Kelgusi yillarda eksperiment neytrinoning massas tartibini nihoyat aniqlash uchun yetarli ma'lumot to'plashga qodir bo'lishi kerak.

Agar bu ro'y bersa, bu zarralar fizikasidagi eng katta kashfiyotlardan biri bo'ladi.

Shuning uchun JUNO'ga ko'z tashlang. Qorong'i ichida yashiringan bu tiniq zarralar bizga aytadigan ko'p narsalar bor.