Ερευνητική ομάδα στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) αναζητά στοιχεία για σωματίδια πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο της φυσικής.
Στο πλαίσιο του νέου πειράματος Magnetometry for Neutrino physics (Magneto-ν), οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη διάσπαση βήτα του πλουτωνίου-241 για τον εντοπισμό του στείρου νετρίνου. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review C υπό την καθοδήγηση των φυσικών Geon-Bo Kim και Chang Lee, προσφέροντας νέα δεδομένα στην έρευνα για τη θερμή σκοτεινή ύλη.
Η μέθοδος παρατήρησης της χαμένης ενέργειας
Κατά τη διάσπαση βήτα, το πλουτώνιο-241 μετατρέπεται σε αμερίκιο-241, απελευθερώνοντας ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο. Επειδή τα νετρίνα αλληλεπιδρούν σπάνια με την ύλη, η ομάδα μετρά με ακρίβεια την ενέργεια των άλλων δύο προϊόντων διάσπασης.
Η μέθοδος επιτρέπει τον ανασχηματισμό της ενέργειας που απομακρύνει το αντινετρίνο. Εάν εκπεμφθεί ένα στείρο νετρίνο, θα αφήσει παραμόρφωση στο φάσμα διάσπασης, η οποία ανιχνεύεται μέσω ενός μαγνητικού μικροθερμιδόμετρου (MMC) υψηλής ευαισθησίας.
Πλεονεκτήματα του πλουτωνίου-241
Το πλουτώνιο-241 αποτελεί ιδανική πηγή, καθώς το φάσμα διάσπασής του ευθυγραμμίζεται με το αναμενόμενο εύρος μάζας των στείρων νετρίνων. Η μέση ενέργεια βήτα που εκπέμπεται ανέρχεται στα 5 keV.
Το εργαστήριο LLNL συνδυάζει την απαραίτητη τεχνογνωσία στα πυρηνικά υλικά, τη ραδιοχημεία και την ανάπτυξη ανιχνευτών για τον χειρισμό του στοιχείου. Η αύξηση της θερμοκρασίας στον ανιχνευτή καταγράφεται από μια υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής συμβολής (SQUID), εξασφαλίζοντας υψηλή ακρίβεια μέτρησης.
Πρώτα αποτελέσματα και μελλοντικές προοπτικές
Η αρχική πειραματική περίοδος δέκα ημερών δεν εντόπισε στείρα νετρίνα, αλλά επιβεβαίωσε την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. Παράλληλα, καταγράφηκε η ακριβέστερη μέτρηση της ενέργειας διάσπασης βήτα του πλουτωνίου-241 μέχρι σήμερα.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν μελλοντικά πειράματα με πρόσθετους ανιχνευτές, συστοιχίες αισθητήρων και μεγαλύτερη διάρκεια μετρήσεων. Οι δοκιμές αυτές θα επιτρέψουν τον ακριβέστερο έλεγχο των κοσμολογικών μοντέλων που προβλέπουν τη σκοτεινή ύλη.
