18 augustus 2017

Het NOvA-experiment heeft z’n eerste neutrino’s te pakken

De bron van de neutrino's.

De bron van de neutrino’s.

Neutrino’s zijn zo’n beetje de meest algemene deeltjes in het universum. Dat betekent helaas niet dat wetenschappers ze ook goed begrijpen. Dat komt doordat neutrino’s de vervelende eigenschap hebben om zich vrijwel niets aan te trekken van andere vormen van materie. Dat betekent dat het een hele kluif is om ze te observeren. We weten dat neutrino’s geen lading hebben en dat ze vrijwel massaloos zijn – juist, vrijwel. Maar hoe veel (of beter: hoe weinig) weegt een neutrino precies?

Dat proberen ze te achterhalen met het NuMI Off-Axis Electron Neutrino Appearance (NOvA) experiment (wetenschappers gebruiken de letter v om neutrino’s aan te duiden). Hierbij worden protonen keihard op een laag grafiet geschoten, waarbij neutrino’s geproduceerd worden. Deze spookachtige deeltjes leggen vervolgens met de lichtsnelheid 1000 kilometer af, richting een detector aan de grens tussen de VS en Canada. Deze detector is nog niet eens helemaal af, maar heeft toch al z’n eerste neutrino’s “te pakken”.

neutrino's detected

Het signaal van de opgevangen neutrino’s.

Met het experiment probeert men niet alleen om neutrino’s te wegen. Ze proberen ook te achterhalen hoe neutrino’s van “smaak” kunnen verwisselen. Dat doen ze door de smaak van de neutrino’s te meten te bij de bron, en vervolgens kijken in hoeverre ze van smaak zijn veranderd als ze bij de detector zijn aangekomen. Dat doen die neutrino’s overigens in een rechte lijn, ongeacht de kromming van de aarde. Zoals gezegd reageren neutrino’s nauwelijks met materie, waardoor ze onverstoorbaar dwars door de aarde kunnen vliegen.

Maar wat zijn die “smaken” waar ik het over heb? Wel, daarbij moet je niet denken aan “sinaasappel” of “gekarameliseerde peer”. Nee, neutrino’s komen in drie smaken die “elektron-neutrino”, “muon-neutrino” en “tau-neutrino” genoemd worden. Deze gaan vrolijk in elkaar over, maar hoe dat precies in z’n werk gaat moet worden uitgezocht met het NOvA experiment.

neutrino flavors

De detector bestaat uit 15 meter grote blokken, die gevuld zijn met een vloeibare substantie die voor 95 procent uit minerale olie bestat en voor 5 procent uit een giftig goedje dat pseudokumeen wordt genoemd. Na voltooiing, komende zomer, zal het geheel maar liefst 14.000 ton wegen. Dat til je niet zomaar op!

Het doel van het NOvA experiment is het vangen van neutrino’s om hun massa te bepalen, waarbij de verschillende smaken een iets andere massa hebben. Door de oscillaties (smaakveranderingen) te meten, hopen ze het verschil in massa te achterhalen. Dit zal uiteindelijk kunnen helpen om te verklaren waarom het heelal veel meer materie dan antimaterie bevat. Daarnaast proberen ze vast te stellen of neutrino’s hun eigen antideeltjes zijn.

Bron: Universe Today

Laat wat van je horen

*