Fizicienii a dat seama cum să ajungă la stele dincolo de galaxie

O echipa internationala de oameni de știință din Japonia se pregătesc pentru a îmbunătăți detectorul de neutrini Super-Kamiokande prin adăugarea unui metal. Acest lucru, potrivit cercetatorilor, ajuta la Super-Kamiokande detector pentru a deveni primul din lume, capabil de a capta exploziile de stele din afara Căii Lactee.

Să ne amintim că neutrino - particule este produs în timpul reacțiilor nucleare (de exemplu, pe Soare sau stelele centrale nucleare.). Există trei tipuri de neutrini (tau, electroni și miuonici).

Ele sunt atât de mici și să interacționeze cu restul materialului este atât de slabă încât fiecare a doua mii de miliarde de a le gestiona pentru a trece prin corpul uman și să rămână nedepistat. Studiul lor va permite oamenilor de stiinta pentru a afla mai multe despre viața și evoluția stelelor din univers aproape de Calea Lactee.

Problema este că toate neutrinii de la supernove. care au fost descoperite până în prezent, am venit din imediata vecinătate a galaxiei noastre. Și nici unul dintre oamenii de știință nu au știut astăzi dacă neutrinii sunt mai vechi decât galaxiile Calea Lactee situat departe de casa noastră.

fizician experimental Mark Vegins (Mark Vagins) al Institutului Kavli și teoretician John Beek (John Beacom) de la Universitatea din Ohio au gândit cum să îmbunătățească cel mai mare detector de neutrini din Japonia, astfel încât el ar putea colecta date cu privire la o „pe distanțe lungi“ de neutrini.

Una dintre ideile lor a fost de a adăuga metal rar numit gadolinium într-un rezervor de apă Super-Kamiokande. Scopul - pentru a profita de capacitatea particulelor de gadoliniu de captare neutroni ale nucleului. În cazul în care neutronul în interacțiunea neutrino este eliberat undeva în apropierea nucleelor ​​de gadoliniu, acesta este absorbit de acestea. Ca urmare, energia suplimentară este eliberată, există un flash de lumină slabă, care poate detecta echipamentelor existente.

Dar, înainte de a începe orice încercare, cei doi cercetători au trebuit să afle dacă ideea lor este fezabilă. De asemenea, a fost necesar să se anticipeze toate posibilele complicații și avans pentru a înțelege modul în care acestea pot fi depășite.

În primul rând, apa din interiorul detectorului trebuie să fie transparentă. Neutrino prin reacția cu apă produce cele mai slabe lumina se aprinde intermitent, care pot fi fixate fotomultiplicatori. amplasate pe pereții rezervorului. În cazul în care adăugarea de gadoliniu va face apa tulbure, în fotomultiplicatori pur și simplu nu „vedea“ lumina originală și nu-l întărească pentru detectoarele.

În al doilea rând, gadoliniu trebuie să distribuie în mod uniform în interiorul vasului. Așa că poate fi destul de aproape de locul de interacțiune cu apă neutrinii pentru a îmbunătăți semnalul său.

Potrivit fizicieni, aceste două criterii, uniformitatea distribuției și transparența sunt necesare pentru a îmbunătăți funcționarea detectorului gadoliniu.

Gadolinium este un produs secundar al producerii altor metale de pământuri rare. Unele dintre ele sunt utilizate în dispozitive de înaltă tehnologie, de exemplu, un televizor cu ecran plat. Gadoliniul este un material destul de accesibil, astfel încât medicul Vegins și echipa sa poate obține 100 de tone de materiale necesare Super-Kamiokande, pentru a detecta neutrinii de la o supernova la distanță.

Adăugăm că Super-Kamiokande - un detector gigant, amplasat în laboratorul japonez la o adâncime de un kilometru în mină de zinc Kamioka, 290 kilometri nord de Tokyo. Super-Kamiokande detector este un rezervor din oțel inoxidabil de 42 de metri înălțime și 40 de metri în diametru, umplut cu 50.000 de tone de apă purificată special. Pe pereții rezervorului sunt situate 11146 fotomultiplicatori.