Saviez-vous que la substance la plus chère au monde est l'antimatière? Selon les chiffres officiels de la NASA, un milligramme de positrons de cette substance rare vaut environ 25 millions de dollars! Dans le même temps, il n'est guère possible d'obtenir de l'antimatière dans des conditions de laboratoire en raison du fait que toutes les tentatives précédentes pour créer une source d'énergie unique ont échoué. Pourquoi? Il semble que la réponse à cette question puisse être cachée dans des particules très communes et en même temps mystérieuses - les neutrinos.
Qu'est-ce que l'antimatière?
En physique, l'antimatière est simplement «l'opposé» de la matière. Le fait est que les particules d'antimatière ont toujours la même masse que leurs homologues, tout en possédant des propriétés «inversées» quelque peu différentes. Ainsi, les protons dans la matière ont une charge positive et les antiprotons une charge négative. L'antimatière peut théoriquement être créée en laboratoire en heurtant des particules de haute énergie, cependant, ces événements créent presque toujours des parties égales à la fois d'antimatière et de matière, et lorsque deux particules opposées entrent en contact l'une avec l'autre, les deux sont détruites dans une puissante vague d'énergie pure.
Ce qui intrigue les physiciens, c'est que presque tout dans l'univers, y compris les humains, est fait de matière, plutôt que de parties égales de matière et d'antimatière. À la recherche d'idées qui pourraient expliquer ce qui empêche notre univers de créer des galaxies séparées faites d'antimatière, les chercheurs ont trouvé des preuves que la réponse se cache peut-être dans des particules très courantes mais mal comprises connues par l'humanité sous le nom de neutrinos.
Les neutrinos peuvent-ils interagir dans l'antimatière?
Afin de pouvoir répondre aux questions sur la nature de l'antimatière, une équipe de chercheurs dirigée par Christopher Moher a récemment publié les résultats de la première série d'expériences visant à étudier les propriétés des neutrinos. Ainsi, selon les plans des scientifiques, dans un avenir très proche, une expérience spéciale sur les neutrinos en haute mer (DUNE) peut être réalisée par une personne, qui consiste à créer une installation expérimentale pour la recherche sur la science des neutrinos et la physique des particules.
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Afin de comprendre la nature de l'interaction des neutrinos et de l'antimatière, les scientifiques prévoient de créer un instrument souterrain unique appelé DUNE.
Afin de pouvoir répondre aux questions sur la nature de l'antimatière, une équipe de chercheurs dirigée par Christopher Moher a récemment publié les résultats de la première série d'expériences visant à étudier les propriétés des neutrinos. Ainsi, selon les plans des scientifiques, dans un avenir très proche, une expérience spéciale sur les neutrinos en haute mer (DUNE) peut être réalisée par une personne, qui consiste à créer une installation expérimentale pour la recherche sur la science des neutrinos et la physique des particules.
Actuellement, des collisionneurs de particules bien connus, comme le Grand collisionneur de hadrons du CERN, mènent des expériences sur des quarks - des particules qui «construisent» les protons et les neutrons du noyau atomique. Grâce à ces expériences, certaines preuves ont été trouvées que la matière et l'antimatière sont en effet symétriques. Dans le même temps, des expériences sur les leptons - lumière, interagissant faiblement avec les particules de matière, suggèrent que ces particules pourraient expliquer plus complètement l'asymétrie universelle de la matière standard et de l'antimatière.
Le problème avec l'étude des neutrinos est que ces minuscules particules interagissent rarement avec d'autres particules. La découverte de ces interactions rares signifie que les chercheurs doivent étudier un grand nombre de neutrinos sur de longues périodes. De plus, le flux constant de muons provenant des interactions des rayons cosmiques dans la haute atmosphère peut rendre difficile la détection d'interactions déjà peu fréquentes.
Les chercheurs pensent que pour résoudre un tel problème qui menace l'étude des particules de neutrinos, nous devons descendre environ un kilomètre et demi dans la Terre, en construisant plusieurs détecteurs de 10 tonnes et en les remplissant de l'intérieur avec de l'argon liquide. Immédiatement après, il est proposé aux scientifiques de lancer un faisceau de neutrinos en direction de l'installation, qui doit être préalablement réalisé dans un accélérateur de particules proche. Selon les auteurs du programme DUNE, cette installation sera localisée d'ici 2022 au centre de recherche souterrain de Sanford près de Chicago, et pourra peut-être aider à l'étude des propriétés de l'interaction des neutrinos et de l'antimatière.
Bien que l'étude des particules de neutrinos puisse prendre plus d'une douzaine d'années, les auteurs estiment que le projet DUNE peut non seulement répondre à de nombreuses questions apparemment insolubles dans le domaine de l'astrophysique, des mathématiques et de la physique des particules, mais il peut même contenir une clé de compréhension. comment et pourquoi vous et moi avons pu apparaître dans notre Univers. Mais c'est déjà passionnant.
Daria Eletskaya
