Dit is weer zo’n titel van een Astroblog die enige uitleg behoeft. ‘Er is een hint gezien van CEνNS met de NCC-1701 detector‘, waar gaat dit over? Welnu, het gaat over neutrino’s (de ν in dat CEvNS), de zeer lichte elementaire deeltjes die met gemak dwars door een blok lood van een lichtjaar breedte vliegen, en níet over Star Trek, waar je wellicht aan denkt als je NCC-1701 leest. We hebben het over een detector (eigenlijk een kleine kernreactor) die de onderzoekers NCC-1701 hebben genoemd, en waar ze neutrino’s mee bestuderen, onderzoekers die vast Trekkies in hun vrije tijd zijn.
Nee, deze NCC-1701 heeft geen rol gespeeld in het onderzoek. Credit: Pixabay.
Recent hebben J. Colaresi en z’n collega’s met die NCC-1701 detector, waar zich drie kilogram aan zware germaniumatomen in bevinden, onderzoek gedaan naar de zogeheten ‘elastic coherent neutrino-nucleus scattering’, de coherente verstrooiing die optreedt als neutrino’s tegen die zware atomen botsen en er elektronen worden weggekaatst uit hun baan om de atoomkern heen. Natuurkundigen noemen die ‘coherent neutrino-nucleus scattering’ kortweg CEυNS en dat spreken ze uit als ‘Sevens’. Dát onderzoek heeft ons meer geleerd over neutrino’s, over de oorsprong waar ze vandaan komen én over de speurtocht naar donkere materie – je verwacht het niet.
Probleem bij de Sevens is dat er veel meer deeltjes kunnen botsen met de germaniumatomen, zoals kosmische straling, en dat je moet proberen om die storende signalen (‘ruis’) weg te werken en de echte signalen van CEυNS te zien. Uit de metingen, die ruim 96 dagen duurden, kwam inderdaad een kleine hobbel tevoorschijn, die veroorzaakt kan zijn door CEυNS. Detectoren zoals NCC-1701 zijn heel klein, dus dit maakt het mogelijk om op relatief kleine schaal neutrino’s te bestuderen.
Location of neutrino floor depends on the neutrino interactions with the standard model but also the flux of the neutrino sources. In this plot you see neutrino floor when neutrinos originate from ‘known’ sources and interact with nucleus via Standard Model interactions. pic.twitter.com/Du4qgp68r7
— Suchita Kulkarni (@suchi_kulkarni) September 1, 2020
En hoe zit het dan met die speurtocht naar donkere materie? Welnu, dat heeft te maken met de zogeheten ‘neutrinovloer’, waar ik vier jaar geleden al eens over schreef – je ziet die vloer als de bruine stippellijn in de tweet hierboven. Probleem met donkere materie is dat geen enkele detector de deeltjes die donkere materie vormen heeft gedetecteerd. Neutrino’s reageren ook amper op materie, maar gezien de waarnemingen zoals met NCC-1701 is gedaan aan de CEυNS doen neutrino’s dat merkbaar wel. Als donkere materie zo weinig reageert met materie dat het door de neutrinovloer zakt – lees: dat de signalen van de donkere materie verdrinken in de signalen van de neutrino’s – dan hebben de speurtochten naar donkere materie een groot probleem. Maar met betere CEυNS modellen van de neutrino’s, waar detectoren zoals NCC-1701 nuttige bijdragen aan kunnen leveren, is dat onderscheid tussen astrofysische neutrino’s en potentiële donkere materiedeeltjes toch te maken, ook al zitten ze onder de neutrinovloer. Hier is het vakartikel over het onderzoek aan de CEυNS met behulp van NCC-1701. Bron: Particle Bites.
