Rijetki sudari neutrina

Neutrina su čestice koje vrlo rijetko stupaju u interakciju sa drugim česticama. Zapravo, da bi se otkrila interakcija neutrina sa česticama poput atomskih jezgri, potrebno je mjesecima pratiti velike količine materijala. Ove čestice spadaju u fermione i postoje tri vrste, odnosno "okusa" ("flavors") neutrina: elektron-neutrino, mion (muon) neutrino i tau-neutrino. Za neutrino čestice je karakteristično da mijenjaju svoj "okus" te se zbog toga nekad nazivaju i "kameleonima" svijeta čestica. Spadaju u "najlakše" čestice - naima, njihova masa je mnogo manja nego mase drugih poznatih elementarnih čestica. Električki su neutralne, poput neutrona. Stupaju u interakcije samo preko gravitacije i slabe subatomske sile. I upravo prolaze kroz vas. Stoga što teško stupaju u interakcije, vrlo ih je teško proučavati. 

Prije 43 godine teorija je predvidjela kako bi se neutrina trebala nešto frekventnije sudarati sa atomskim jezgrima i naučnici su pokušavali dokazati ispravnost ovih proračuna. Jedini problem sa opažanjem ovog događaja, koji se u fizici čestica zove elastično neutrino-nukleus raspršenje jeste to što ga je jako teško razlučiti od pozadinskog šuma. 

Međutim, prije izvjesnog vremena na Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge u Tennesseeju tim Juana Collara sa University of Chicago je detektovao svjetlo koje se emituje u sudarima neutrino čestica sa atomskim jezgrima kristala cezijum jodida. Ovaj proces je imao 6.7 sigmi, što znači da se radi o visokoj vjerovatnosti. Rad je o tome je objavljen u časopisu Science početkom avgusta ove godine, pod nazivom "Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering".

Samo mjerenje je vršeno u Spallation Neutron Source (SNS), akceleratoru čestica specifičnom po tome što ima do sada najveći puls neutrona od svih izvora neutrona koje je stvorio čovjek.

The Spallation Neutron Source u okviru Oak Ridge Laboratory