ساخت بزرگترین آشکارساز نوترینو در چین/ شناسایی ابرنواختر قبل از وقوع
به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری علم و فناوری آنا، تریلیون‌ها ذره از ستارگان و کهکشان‌های دور در هر ثانیه در بدن شما جاری می‌شوند - شما نمی‌توانید آن‌ها را احساس کنید. این ذرات شبح مانند نوترینو نامیده می‌شوند. اگرچه جهان دائماً آن‌ها را بیرون می‌ریزد، اما این اجسام به سختی با ماده تعامل دارند - آن‌ها حتی می‌توانند از سخت‌ترین موانع بشریت مانند دیوار‌های فولادی یا سربی بگذرند.
برخی از نوترینو‌ها از ابرنواخترها (انفجار عظیم یک ستاره غول پیکر در پایان عمرش) می‌آیند. آن‌ها همچنین توسط واپاشی رادیواکتیو در سنگ‌های زمین، واکنش‌های خورشید و حتی شفق‌های سیاره ما تولید می‌شوند. این ذرات سخت مشاهده، در همه جا هستند و برای حوزه‌های مختلف علم بسیار مهمند، اما ما هنوز به راه‌های بهتری برای یافتن آن‌ها نیاز داریم.
اکنون، یک رصدخانه جدید در حال ساخت در استان گوانگدونگ چین با نام رصدخانه «نوترینو زیرزمینی جیانگمن» «JUNO» قصد دارد این ذرات گریزان را با حساسیت بهتری نسبت به قبل شکار کند.
مانند بسیاری از آشکارساز‌های نوترینو، این یک بشکه بزرگ پر از مایع است تا نوترینو‌ها با آن تعامل داشته باشند - هر چه تور بزرگتر باشد، احتمال دارد ماهی‌های بیشتری را صید کنید.
«یوفنگ لی» «Yufeng Li»، محقق و عضو همکاری JUNO در موسسه فیزیک انرژی بالا (IHEP) در پکن می‌گوید: هنگامی که JUNO تکمیل شود، ۲۰ برابر بزرگتر از بزرگترین آشکارساز موجود از نوع خودش خواهد بود. گفته می‌شود این آشکارساز که در سال ۲۰۲۴ شروع به کار خواهد کرد، نه تنها نسبت به نمونه‌های قبلی خود بزرگتر، بلکه نسبت به تغییرات جزئی در انرژی‌های نوترینو‌ها نیز حساس‌تر است. این یک رصدخانه منحصر به فرد و مهم در جامعه علمی خواهد بود.
بلندپروازانه‌ترین هدف رصدخانه شناسایی پیشگیرانه نوترینو‌ها از ستاره‌هایی است که در حال مرگ هستند، اما هنوز منفجر نشده اند. به این ترتیب، تلسکوپ‌ها می‌توانند این ستارگان را در آخرین عمل مخرب خود مشاهده کنند.
«ایرینه تامبورا» «Irene Tamborra»، فیزیکدان موسسه «نیلز بور» در دانمارک که در این پروژه همکاری ندارد توضیح می‌دهد: انتظار داریم که نوترینو‌ها به دلیل ماهیت تعاملی ضعیفی که دارند، ساعت‌ها زودتر از فوتون‌ها به زمین برسند.
ستاره‌شناسان هنوز جزئیات دقیق‌تری از چگونگی انفجار یک ستاره را نمی‌دانند، اما مشاهده ابرنواختر هنگام شروع آن ممکن است به ارائه سرنخ‌هایی کمک کند.
تامبورا می‌افزاید: تشخیص زودهنگام نوترینو‌ها برای هدایت تلسکوپ‌ها به سمت سوپرنواختر و دریافت تابش الکترومغناطیسی آن در مراحل اولیه حیاتی خواهد بود. JUNO باید بتواند ساعت‌ها تا روز‌ها قبل از انفجار یک ستاره به ستاره شناسان هشدار دهد و به آن‌ها زمان بدهد تا تلسکوپ‌های خود را برای مشاهده آن آماده کنند.
حتی ممکن است بتواند پس‌زمینه ضعیف نوترینو‌هایی را که از ابرنواختر‌های دوردست، در سراسر کهکشان می‌آیند، اندازه‌گیری کند؛ اقدامی که برای کیهان‌شناسانی که تلاش می‌کنند تصویری از کل کیهان را کنار هم بگذارند، بسیار جالب است. این رصد خانه علاوه بر ابرنواخترها، در جستجوی نوترینو‌هایی خواهد بود که به این مرکز نزدیک ترند: راکتور‌های هسته‌ای.
نیروگاه‌های هسته‌ای در یانگ‌جیانگ و تایشان که در نزدیکی این رصدخانه هستند نوترینو تولید می‌کنند و فیزیکدانان امیدوارند طعم این نوترینو‌ها را با JUNO بچشند. نوترینو‌ها در سه طعم وجود دارند (بله، واقعاً این طور گفته می‌شود!) که به نوترینو‌های الکترون، تاو و میون معروف هستند. آن‌ها می‌توانند بین حالت‌های مختلف خود (به اصطلاح نوسان) ضربه بزنند. دانشمندان می‌توانند تعداد نوترینو‌هایی را که از نیروگاه انتظار دارند محاسبه کنند و با آنچه که واقعاً با JUNO مشاهده می‌کنند مقایسه کرده تا این ضربه‌ها را بهتر درک کنند.
«جان بیکام» «John Beacom»، اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتی اوهایو، در مورد JUNO از احتمال زیاد اکتشافات غافلگیرکننده‌ای خبر می‌دهد چرا که اغلب اکتشاف‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که تجهیزات و آزمایش‌های جدید و قدرتمندی به کار گرفته می‌شوند.
JUNO تنها رصدخانه بزرگ جستجوی نوترینو‌ها نیست. بزرگترین آشکارساز نوترینوی مایع فعلی با نام Super-Kamiokande در ژاپن واقع شده و محققان در آنجا در حال برنامه ریزی برای ارتقای عظیم آن هستند تا آن به یک Hyper-Kamiokande تبدیل کنند.
آمریکا نیز در حال ورود به این بازی است و در حال حاضر از یک آشکارساز در «آزمایشگاه شتاب دهنده ملی فرمی» استفاده می‌کند و رصدخانه نسل بعدی چند میلیارد دلاری خود را به نام «آزمایش نوترینو در اعماق زیرزمین» برنامه ریزی می‌کند.
«یی فانگ وانگ» رییس IHEP با اشاره به اینکه تا اجرای پروژه‌های ژاپن و آمریکا هنوز چند سالی مانده تاکید کرد JUNO شانس این را دارد که زودتر از دیگران به اهداف مورد نظر رسیده و برخی از ویژگی‌های اساسی نوترینو‌ها را دریابد.
بیکام می‌گوید مهم نیست چه کسی در این مسابقه برنده شود، این رصدخانه یکی از پنجره‌های ما را به جهان کمی گسترده‌تر می‌کند. JUNO گام بزرگی رو به جلو برای فیزیک نوترینو و اخترفیزیک است، و من بسیار هیجان‌زده هستم که ببینم چه خواهد کرد.
انتهای پیام/