Forstå universet gennem neutrinoer

Bestemmelse af træk ved den undvigende partikel kendt som en neutrino-gennem observation af en ekstremt sjælden atomproces kaldet neutrinløs dobbelt-beta-henfald (NDBD)-kunne give et indblik i universets natur i de tidligste øjeblikke af Big Bang.

Som led i et internationalt samarbejde, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere har foreslået det næste berigede Xenon Observatory (nEXO) eksperiment, en kandidat til den næste generation af NDBD -eksperimenter. Hvis opdaget, NDBD ville demonstrere eksistensen af ​​en ny elementarpartikel, Majorana fermion. Denne opdagelse kunne omforme standardmodellen for partikelfysik og føre til en bedre forståelse af neutrinoer og deres indvirkning på universets udvikling. Forskningen bag eksperimentet fremgår af tidsskriftet Physical Review C.

NDBD er en teoretisk proces med en halveringstid mere end 1016 gange universets alder og kan hjælpe med at bestemme, om neutrinoer er deres egne antipartikler og forklare hvorfor, fra lige dele stof og antimateriale, universet udviklede sig til sin nuværende materiedominerede tilstand.

Designet af nEXO-detektoren-et 5-ton flydende xenon (Xe) tidsprojektionskammer (TPC) ved hjælp af 90 procent beriget 136Xe-udnytter den bedste teknologi til den næste fase af NDBD-søgning.

"En konkurrencedygtig stigning i størrelsesordenen 2-størrelsesorden i NDBD-halveringstidens følsomhed i forhold til nuværende eksperimenter er mulig" ved hjælp af nEXO-detektoren, sagde LLNL -videnskabsmand Samuele Sangiorgio, hovedforfatter til papiret. "Vi har nu stor tillid til nEXOs design og tilgang, og vi vil kunne måle denne sjældne begivenhed. "

Forskere forventer kun at se omkring et dusin henfald i et årti langt eksperiment. På grund af denne meget lave signalhastighed, falske signaler fra baggrundsstråling og kosmiske stråler skal undertrykkes så meget som muligt. "Forståelse af baggrunde er nøglen til at gøre en overbevisende sag til et NDBD -eksperiment, og er faktisk et af hovedaspekterne af papiret, "Sagde Sangiorgio.