სიახლეები
ნეიტრინოები ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის ყველაზე მსუბუქი ნაწილაკებია. ისინი ეკუთვნიან ლეპტონების კლასს და ქმნიან 3 თაობას. ნეიტრინოების დეტექტირება საკმაოდ რთულია, რადგან ისინი მონაწილეობენ მხოლოდ სუსტ და გრავიტაციულ ურთიერთქმედებებში. ფიზიკოსებს იმედი აქვთ ნეიტრინოების შესწავლით უფრო ღრმად ჩასწვდნენ ბუნების ფუნდამენტურ სტრუქტურას, რადგან ნეიტრინოების ზოგიერთი აღმოჩენილ თვისებას არ გააჩნია დამაკმაყოფილებელი თეორიული ახსნა.
მსოფლიოში არაერთი ნეიტრინოს ობსერვატორია არსებობს. მათ ძირითად ნაწილის ქმნის მაღალი ერთგვაროვნების მქონე დიდი მოცულობის რაიმე ნივთიერება, რომელსაც გარს არტყია დეტექტორები (ფოტო-გამამრავლებლები), რომლებიც აფიქსირებენ ნეიტრინოების ბირთვებთან იშვიათი ურთიერთქმედებების კვალს. დეტექტორების ძირითადი ნივთიერება შეიძლება იყოს ყინული და წყალი (როგორც ბუნებრივ, ისე ხელოვნურ რეზერვუარებში), ასევე იყენებენ არგონს და ქსენონს. ამჟამად უდიდე ნეიტინულ ობსერვატორიას წარმოადგენს IceCube (აშშ), სამხრეთ პოლუსთან ახლოს, რომელიც ნეიტრინოს დეტექტირებისთვის იყენებს ანტარქტიკის 1 კმ3 მოცულობის ბუნებრივ ყინულს.
13 დეკემბერს იაპონიის სამთავრობო კომიტეტმა დაამტკიცა ახალი ნეიტრინული დეტექტორის - Hyper-Kamiokande-ს მშენებლობის პროექტი. იაპონია დიდი ხანია ჩართულია ნეიტრინულ კვლევებში. ამჟამად იქ ფუნქციონირებს Super-Kamiokande, ხოლო 2015 წლის ნობელის პრემიის ერთ-ერთი ლაურიატი ფიზიკაში, რომელიც გაიცა ნეიტრინული ოსცილაციების აღმოჩენისთვის (რაც ადასტურებს, რომ ნეიტრინოებს მასა გააჩნიათ), არის იაპონელი Takaaki Kajita.
ნეიტრინული დეტექტორი Hyper-Kamiokande აშენდება მიწის ქვეშ კამიოკას მაღაროებთან, სადაც Super-Kamiokande-ა განთავსებული. თუმცა მისი ზომა ძველ დეტექტორზე 5-ჯერ დიდი იქნება, რაც მეტი შემთხვევების დაფიქსირების საშუალებას მოგვცემს. ნეიტრინოების წყაროებს, რომლების ‘დანახვასაც’ ახალი დეტექტორი შეძლებს, ეკუთვნის მზე, კოსმოსური სხივები, ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქებები, კვაზარები და ასევე ნაწილაკების ამაჩქარებლები და ბირთვული რეაქტორები.
Hyper-Kamiokande-ს დამატებითი ამოცანა იქნება პროტონის დაშლის ძიება. ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის თანახმად პროტონი სტაბილური ნაწილაკია, თუმცა მრავალ ალტერნატიულ მოდელში პროტონი შეიძლება იშლებოდეს. კერძოდ, დიდი გაერთიანების მოდელების ბევრ ვარიანტში არსებობენ მაგნიტური მონოპოლები, რომლებიც იწვევენ პროტონების დაშლას. ამჟამად პროტონის დაშლა არაა დამზერილი, არსებობს მხოლოდ მისის სიცოცხლის ხანგრძლივობის ზედა ზღვარი, რომელიც სამყაროს ასაკს აჭარბებს.
Hyper-Kamiokande-ს ჯამური ღირებულება შეფასებულია როგორც 64.9 მილიარდი იენა (დაახლოებით 600 მილიონი დოლარი). კიდევ დაახლოებით 7.3 მილიარდი იენა იქნება საჭირო დეტექტორიდან 300 კილომეტრით დაშორებული ნაწილაკების ამაჩქარებლის J-PARC მოდერნიზაციისთვის, რომელიც გამოყენებული იქნება ნეიტრინოების ხელოვნური ნაკადის შესაქმნელად. იაპონია პროექტის ¾-ს გადაიხდის, დანარჩენს თავის თავზე აიღებენ პროექტში მონაწილე სხვა ქვეყნები, რომელთა საბოლოო სია ჯერ არაა ცნობილი.
Hyper-Kamiokande იქნება ერთ-ერთი სამი ახალი თაობის ნეიტრინული დეტექტორიდან რომლებიც მწყობრში შევლენ 21-ე საუკუნის 20-იანი წლებში - 2025 წელს ნავარაუდევია ექსპერიმენტი DUNE-ს (აშშ), ხოლო 2021 წელს JUNO-ს (ჩინეთი) ამუშავება.
წყარო:
