Neutrinos:Brødsmulerne fører os til fysikkens store svar

Hvis du holder din hånd op mod sollyset, milliarder neutrinoer vil passere igennem det uopdageligt hvert sekund. Disse subatomære partikler interagerer sjældent med andet stof, fordi de er elektrisk neutrale og nær masseløse. Men de er stjerner. Og supernova. Og sorte huller. At studere dem har fået forskere til at revidere standardmodellen for fysik og hypotese om universets sammensætning.

I et par årtier har fysikere har antaget, at neutrinoer er de næst mest almindelige partikler i universet (efter fotoner), fordi de er et biprodukt af almindelige begivenheder. Under atomfusionen, der driver stjerner som vores sol, frigives en smag af neutrino kaldet elektronneutrino. De har masser omkring 0.00000001 gange elektronernes. Større kosmiske motorer som supernova og sorte huller producerer andre varianter:muon og tau neutrinoer. De har masser omkring to gange og fire gange så mange som elektroner. (Og ja, "Smag" er det egentlige videnskabelige udtryk, fordi partikelfysikere er fantastiske.)

De enorme kræfter, der skaber neutrinoer, parret med partiklernes super-lave masser, skyde neutrinoer over rummet med nær lysets hastighed. Og fordi de ikke bærer en ladning, og tyngdekraften er en relativt svag kraft, de kan (og gør!) passere lige igennem solide planeter som om intet er der. Deres baner er lige linjer.

Som diskuteret i ovenstående Fw:Thinking video, ved at opdage neutrinoer og spore dem tilbage til deres oprindelsessteder, vi kunne lære mere end nogensinde før om kosmiske strålers natur, gamma brister, supernova og andre kosmologiske fænomener. Og fordi neutrinoer er så almindelige, deres masse - omend lille - kan forklare et af fysikkens største spørgsmål:mørkt stof.

Selvfølgelig, at opdage og spore næsten masseløse partikler, der sjældent interagerer med noget, er den slags problemer, der kan for at citere forsker Jason Koskinen, "Gør eksperimenter sindssyge." For hver 100 milliarder neutrinoer, der passerer gennem Jorden, kun en vil sandsynligvis interagere med andre partikler. Men fysikere har arbejdet på det.

Hold, der arbejder med detektorer (som IceCube -teleskopet nævnt i videoen) indsamler og knuser omhyggeligt data, og laboratorier over hele verden er gået sammen om at bevise, hvad vi har mistanke om neutrinos masse og adfærd. Deres forskning vandt Nobelprisen og gennembrudsprisen i fysik i 2015, og førte til erkendelsen af, at menneskehedens standardmodel for partikler og interaktioner skal revideres. Når de og andre teams arbejder, vi vil være på udkig efter mere information om de store spørgsmål, som disse små partikler kan besvare.