Teilchenphysiker aus der ganzen Welt sind bereit, die Geheimnisse des ätherischen Neutrinos zu lüften. Ab diesem Nachmittag, dem 4. März, wird die Neutrino-Oszillationssuche (MINOS) des Hauptinjektors einen Neutrino-Strahl erzeugen und diese durch die Erde abfeuern. Durch den Vergleich der Neutrinos am Anfang mit denen im Ziel, die etwa 735 km entfernt sind, hoffen die Wissenschaftler, viele ihrer Eigenschaften zu verstehen, einschließlich ihres mysteriösesten Verhaltens. Wie können sich Neutrinos zwischen drei verschiedenen Typen verwandeln!
„Diese seltsame Eigenschaft von Neutrinos wurde erst kürzlich experimentell entdeckt, da Neutrinos sehr selten mit ihrer Umgebung interagieren - tatsächlich passieren Millionen zu einem bestimmten Zeitpunkt unbemerkt Luft, Erde und sogar Menschen. Selbst ein speziell gebauter Detektor wie der MINOS Far-Detektor wird voraussichtlich nur 1.500 Neutrinos pro Jahr sehen - Milliarden mehr werden direkt passieren! “ sagt der britische Projektsprecher Dr. Geoff Pearce vom CCLRC Rutherford Appleton Laboratory.
Das MINOS-Experiment wird einen Neutrinostrahl verwenden, der außerhalb von Chicago, USA, am Main Injector Accelerator von Fermilab erzeugt wird, um die Geheimnisse dieser schwer fassbaren subatomaren Teilchen zu erforschen: Woher kommen sie, wie groß sind ihre Massen und wie ändern sie sich von einer Art zur anderen? Es gibt drei Arten oder „Aromen“ von Neutrino: Elektron, Myon und Tau mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften. Der Neutrinostrahl wird von Fermilab direkt durch die Erde zur Soudan-Mine in Nord-Minnesota projiziert - eine Entfernung von 735 Kilometern. Es wird kein Tunnel benötigt, da Neutrinos so selten mit Materie interagieren, dass sie praktisch ungehindert durch die Erde gelangen können. In einer Zeremonie heute Nachmittag wird der Sprecher des US-Repräsentantenhauses, der ehrenwerte J. Dennis Hastert Jr., den Neutrinostrahl aktivieren und die ersten Partikel auf ihrer Reise zum Detektor in der Sudan-Mine senden.
Dr. Alfons Weber von der Universität Oxford erklärt: „Dies ist eine aufregende Zeit für uns. Der Strahl, den wir jetzt bei Fermilab erzeugen, enthält nur eine Art von Neutrino - Myon-Neutrinos. Wenn es eine Sekunde später beim Ferndetektor in der Sudan-Mine ankommt, haben sich einige der Myon-Neutrinos in die anderen Typen verwandelt - Tau- und Elektronenneutrinos. Wir wollen verstehen, wie sie das machen. “
MINOS hat zwei massive Neutrino-Detektoren gebaut, die beide vollständig und strahlbereit sind. Der 1000-Tonnen-Nahdetektor tastet den Strahl beim Verlassen von Fermilab ab und liefert die Kontrollmessungen. Der 5.500 Tonnen schwere Ferndetektor, eine halbe Meile unter der Erde in der Sudan-Mine, misst die Neutrinos bei ihrer Ankunft, nur 2,5 Millisekunden später. Die Detektoren müssen weit voneinander entfernt sein, damit die Neutrinos, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, Zeit zum Schwingen haben. "Durch den Vergleich dieser beiden Messungen können wir untersuchen, wie die Neutrinos oszilliert haben, und die weltweit genaueste Messung dieses Effekts mit Neutronen vom Myonentyp liefern", erklärt Dr. Geoff Pearce.
Prof. Ian Halliday, CEO des Forschungsrats für Teilchenphysik und Astronomie, der die britische Arbeit an diesem Projekt finanziert, nahm die Enthüllungen aus den Präzisionsmessungen des Experiments vorweg.
"Die Geheimnisse des schwer fassbaren Neutrinos werden gleich enthüllt", sagte Halliday. „Zum ersten Mal können wir den sich ändernden Zustand dieses bizarren Partikels mit einer beispiellosen Genauigkeit von einigen Prozent in einem im Labor erzeugten kontrollierten Neutrino-Strahl untersuchen. Ich bin sehr stolz darauf, dass britische Wissenschaftler eine Schlüsselrolle bei der Durchführung dieses Experiments gespielt haben und in Zusammenarbeit mit ihren internationalen Kollegen zu den ersten der Welt gehören werden, die seine einzigartigen Eigenschaften untersuchen. “
"Physiker aus der ganzen Welt versuchen zu verstehen, was diese mysteriösen Neutrinos uns erzählen", sagte Fermilab-Direktor Michael Witherell. „Heute begeben wir uns auf eine Entdeckungsreise mit der leistungsstärksten Neutrino-Anlage der Welt. Ich bin sehr stolz auf das, was die Mitarbeiter von Fermilab bei der Fertigstellung des NuMI-Projekts erreicht haben. Ich möchte dem amerikanischen Volk und der Bundesregierung dafür danken, dass sie sich für die Unterstützung der großartigen Wissenschaft engagiert haben. “
Originalquelle: PPARC-Pressemitteilung
