Selgitatakse: Mida teeb teleskoop maailma sügavaimas järves?

Baikal-GVD on üks kolmest suurimast neutriinodetektorist maailmas koos lõunapoolusel asuva IceCube'i ja Vahemeres asuva ANTARESiga.

Osalejad võistlevad jäätunud Baikali järve jääl Baikali jääpurjetamise karikavõistlustel Irkutski oblastis, Venemaal 23. märtsil 2021. (Reutersi foto: Juri Novikov)

Eelmise nädala lõpus vene teadlased käivitas ühe maailma suurima veealuse neutriinoteleskoobi nimega Baikal-GVD (Gigatoni mahudetektor) Baikali järve vetes, Siberis asuvas maailma sügavaimas järves.

Selle 2016. aastal alanud teleskoobi ehitamine on ajendatud missioonist uurida üksikasjalikult tabamatuid põhiosakesi, mida nimetatakse neutriinodeks, ja määrata nende allikad. Selle uurimine aitab teadlastel mõista universumi päritolu, kuna mõned neutriinod tekkisid Suure Paugu ajal, teised tekivad jätkuvalt supernoova plahvatuste või Päikese tuumareaktsioonide tagajärjel.

Infoleht| Klõpsake, et saada oma postkasti päeva parimad selgitused

Baikal-GVD on üks kolmest suurimast neutriinodetektorist maailmas koos lõunapoolusel asuva IceCube'i ja Vahemeres asuva ANTARESiga.

Mis on põhiosakesed?

Seni on arusaamine, et universum koosneb mõnest põhiosakestest, mis on jagamatud. Laias laastus võib aineosakesi, millest teadlased praegu teavad, liigitada kvarkideks ja leptoniteks. Kuid see kehtib ainult tavaaine või aine kohta, millest teadlased teavad, et viis protsenti universumist koosneb. Karikaturist Jorge Cham ja osakeste füüsik Daniel Whiteson on oma raamatus We Have No Idea öelnud, et need osakesed moodustavad aine, mis moodustab universumist vaid viis protsenti. Ülejäänud 95 protsendi universumist, mille autorid klassifitseerivad tumeaineks (27 protsenti) ja ülejäänud 68 protsendi universumist, millest teadlastel pole veel aimugi, pole palju teada.

Kuid universumis, millest teadlased teavad, on füüsikaalased uuringud siiani viinud enam kui 12 sellise kvarki ja leptoni avastamiseni, kuid kolm neist (prootonid, neutronid ja elektronid) on see, millest kõik maailmas koosneb. . Prootonid (kandvad positiivset laengut) ja neutronid (laeng puudub) on kvarkide tüübid, elektronid (kandvad negatiivset laengut) aga leptonite tüübid. Need kolm osakest moodustavad nn elu ehitusploki – aatomi. Erinevates kombinatsioonides võivad need osakesed moodustada erinevat tüüpi aatomeid, millest omakorda moodustuvad molekulid, mis moodustavad kõike – inimesest, puittoolist, plastplaadist, mobiiltelefonist, koerast, termiidist, mäest, planeet, vesi, pinnas ja nii edasi.

Miks uurivad teadlased põhiosakesi?

Uurides, millest inimesed ja kõik ümbritsev koosneb, annab teadlastele aken universumi paremaks mõistmiseks, kuidas on lihtne mõista, mis kook on, kui tead, millest see koosneb. See on üks põhjus, miks teadlased on nii huvitatud neutriinode (mitte neutronite) uurimisest, mis on samuti teatud tüüpi põhiosakesed. Fundamentaalne tähendab, et neutriinod, nagu elektronid, prootonid ja neutronid, ei saa jaotada väiksemateks osakesteks.

Kuhu siis neutriinod sobivad?

Eriti huvitavaks teeb neutriinod see, et neid leidub looduses ohtralt, igas sekundis läbib neid umbes tuhat triljonit inimkeha. Tegelikult on need valgusosakesed footonite järel suuruselt teisel kohal. Kuid kuigi neutriinosid on palju, ei ole neid lihtne püüda, sest nad ei kanna laengut, mistõttu nad ei suhtle ainega.

USA-s asuva Fermi riikliku kiirendi labori väljatöötatud veebisaidil öeldakse, et neutriinod on vihje uuele füüsikale: maailma kirjeldamise viisidele, mida me veel ei tea. Neil võivad olla ka ainulaadsed omadused, mis aitaksid selgitada, miks universum on valmistatud ainest, mitte antiainest. Nii nagu nn normaalaine subatomaarseid osakesi saab klassifitseerida elektronideks, prootoniteks ja neutroniteks, on ka antiainest koosnevatel subatomaarsetel osakestel normaalsele ainele vastupidised omadused. Kuigi on teada, et antiaine on olemas, ei tea me veel, miks see eksisteerib või kui erinevad on selle subatomaarsete osakeste omadused tavalise aine omadustest.

Üks neutriinode tuvastamise viise on vees või jääs, kus neutriinod jätavad koosmõjul valgussähvatuse või mullirea. Nende märkide tabamiseks peavad teadlased ehitama suuri detektoreid. Veealune teleskoop, nagu GVD, on loodud avastama suure energiaga neutriinosid, mis võivad pärineda Maa tuumast või tekkida Päikese tuumareaktsioonide käigus.

Jagage Oma Sõpradega: