Elementarpartiklar är materiens minsta beståndsdelar, vilket innebär att de partiklarna i sin tur inte består av ytterligare partiklar. Däribland tillhör bland annat kvarkar, fotoner, och leptoner. I den här artikeln ska vi diskutera neutriner, som tillhör leptonerna, vilket också är universums främst förekommande partikel, i antal.
Neutriner skapas bland annat i betasönderfall då en neutron sönderfaller till en proton, elektron och en neutrino. Neutriner är väldigt lika eletroner, men det som skiljer de åt är att neutriner inte har någon elektrisk laddning, och dessutom en väldigt liten massa. På grund av dess lilla massa och därmed dess svaga interaktioner är de väldigt svåra att upptäcka, och endast väldigt stora och känsliga detektorer kan upptäcka dem.
Normalt sett behöver en neutrino färdas genom flera ljusår (ca 9 461 miljarder km) av materia för att interagera med andra partiklar, vilket innebär att det endast finns ett väldigt litet intervall att detektera dessa partiklar inom då de kolliderar med andra partiklar. I Sudbury Neutrino Observatoriet, till exempel, detekteras endast 30 neutriner per dag medan närmare en biljon neutriner går igenom detektorn per sekund. Eftersom neutriner väger så lite och dessutom har väldigt mycket energi innebär det att de färdas väldigt snabbt, nästan lika snabbt som ljuset. Mörk materia, å andra sidan, tros vara “kallt” och färdas därför relativt långsamt. Medan vanliga neutriner inte är en passande kandidat för det som mörk materia består av, är så kallade sterila neutriner en hypotetisk kandidat för just mörk materia.
Det som astropartikelfysikern Alexey Boyarsky hoppas göra är att använda sig av en maskin som kallas SPS (Super Proton Synchroton). Denna maskin tar partiklar från protonsynkrotronen och accelererar dem in i partikelacceleratorn, LHC (Large Hadron Collider), där de senare accelereas till ännu högre hastigheter. Genom att kollidera fler och fler partiklar ökar chansen att neutriner genereras, och därmed också chansen att de detekteras.
Den 17:e mars beslutade CERN att de nu ska bygga en detektor som används specifikt för neutriner: Scattering and Neutrino Detector at LHC. Då fler neutriner kan detekteras vid högre energier skulle det här projektet innebära att fler neutriner kan detekteras, och förhoppningsvis kan de då komma närmare att studera egenskaperna hos neutriner som eventuellt kan ge upphov till upptäckten av sterila neutriner.
Källor som användes i den här artikeln
Phys.org; Science X Network ; 2021; https://phys.org/news/2021-04-dark.html, 2021-04-04.