Hvordan SuperNEMO-eksperimentet kunne hjælpe med at løse mysteriet om oprindelsen af ​​stof i universet

SuperNEMO-eksperimentet er et storstilet eksperiment med lav baggrund designet til at søge efter neutrinoløst dobbelt-beta-henfald (0\(\nu\)\(\beta\)\( \beta \)). Denne sjældne nukleare proces krænker bevarelsen af ​​leptontal og kan give indsigt i stoffets oprindelse i universet.

Hvis 0\(\nu\)\(\beta\)\( \beta \) observeres, ville det betyde, at neutrinoer er deres egne antipartikler, kendt som Majorana neutrinoer. Dette ville have dybtgående implikationer for vores forståelse af fysikkens grundlæggende love og kunne hjælpe med at forklare, hvorfor der er mere stof end antistof i universet.

SuperNEMO-eksperimentet er placeret i Modane Underground Laboratory i Frankrig. Den består af et stort udvalg af krystaller med høj renhed af neodym-150, som er en kandidat til 0\(\nu\)\(\beta\)\(\beta \) henfald. Krystallerne er arrangeret i moduler, der er suspenderet i en væskescintillator. Når en neutrino interagerer med en neodym-150-kerne, kan det få kernen til at henfalde til to positroner og to neutrinoer. Positronerne detekteres af væskescintillatoren, og neutrinoerne detekteres af de omgivende detektorer.

SuperNEMO-eksperimentet har været under udvikling i mange år, og det forventes at begynde at tage data i 2025. Eksperimentet forventes at køre i mindst 5 år, og det har potentiale til at få et stort gennembrud i vores forståelse af oprindelsen af stof i universet.

Her er nogle specifikke detaljer om, hvordan SuperNEMO-eksperimentet kunne hjælpe med at løse mysteriet om stoffets oprindelse i universet:

* Hvis 0\(\nu\)\(\beta\)\( \beta \) observeres, ville det betyde, at neutrinoer er Majorana-neutrinoer. Dette ville indebære, at neutrinoer har en masse, der ikke er nul, og det ville give en mulig forklaring på den observerede asymmetri mellem stof og antistof i universet.

* SuperNEMO-eksperimentet forventes at kunne detektere 0\(\nu\)\(\beta\)\( \beta \) henfald med en halveringstid på op til 10\(^{26}\) ​​år. Dette er betydeligt længere end halveringstiden forudsagt af nogle teoretiske modeller, men det er stadig inden for rækkevidden af, hvad der er muligt.

* Hvis SuperNEMO-eksperimentet ikke observerer 0\(\nu\)\(\beta\)\( \beta \), vil det lægge stærke begrænsninger på parametrene for teoretiske modeller, der forudsiger denne proces. Denne information kan hjælpe med at forfine vores forståelse af fysikkens grundlæggende love og neutrinoers natur.

SuperNEMO-eksperimentet er et stort videnskabeligt foretagende, der har potentialet til at yde et væsentligt bidrag til vores forståelse af universet. Eksperimentet forventes at begynde at tage data i 2025, og resultaterne kan have en dyb indvirkning på vores forståelse af fysikkens grundlæggende love og stoffets oprindelse i universet.