18 oktober 2017

Neutrino’s kunnen toveren

neutrino detector

De futuristisch ogende neutrino-detector van Gran Sasso.

Natuurkundigen zijn met aanvullend bewijs gevonden voor deeltjes die van gedaante kunnen wisselen. Deze ontdekking kan gebruikt worden om een groot mysterie te verklaren: waarom arriveren veel minder neutrino’s op aarde dan volgens de theorie zou moeten? Maar wat is het ontdekte bewijs dan? Wel: een muon-neutrino dat is verzonden vanaf het CERN is 730 kilometer verderop gearriveerd als een tau-neutrino!

Het is slechts de derde keer dat zo’n neutrino-mutatie is waargenomen sinds het begin van het OPERA-experiment in 2001 – een experiment dat specifiek is bedoelt om deze bizarre verandering te detecteren. Deze observatie bevestigd iets waar wetenschappers al 40 jaar mee worstelen: het feit dat kosmische stralen die op de aardatmosfeer inbeuken veel minder neutrino’s veroorzaken dan zou moeten. In 1969 is daarom de hypothese opgesteld dat de subatomische deeltjes van gedaante kunnen wisselen.

CERN neutrinos

Er zijn drie typen, of “smaken”, neutrino’s – elektrisch neutrale deeltjes die zelden met normale materie interacteren. Deze drie soorten zijn het elektron-neutrino, het muon-neutrino en het tau-neutrino. Volgens het Standaard Model van de natuurkunde kunnen neutrino’s geen massa hebben, maar de uitkomst van het experiment suggereert dat ze dit wel hebben.

Voor het OPERA-experiment wordt een straal van neutrino’s geproduceerd bij het CERN, die vervolgens verzonden wordt richting de 4000-ton grote detector in het Gran Sasso ondergronds laboratorium. De detector scant alleen op tau-neutrino’s, in de wetenschap dat er vanuit het CERN alleen maar muon-neutrino’s zijn verzonden. Het aantreffen van een tau-neutrino bewijst dat er onderweg “oscillatie” of gedaanteverwisseling heeft plaatsgevonden. Dat is op zich al een belangrijk resultaat, maar niet de enige: oscillatie kan alleen maar plaatsvinden als neutrino’s wel degelijk massa hebben!

Neutrino Oscillation

Bron: Physorg

Laat wat van je horen

*