อิเล็กตรอน มิวออน และเอกภาพ การทดลองที่ซัดเบอรีนั้นไวต่อทั้งสาม ต่างจากการทดลองของเดวิสที่จับได้เฉพาะนิวตริโนอิเล็กตรอนเท่านั้น เป็นปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงรสชาติที่เรียกว่า “การสั่นของนิวตริโน” ซึ่งขัดแย้งโดยตรงกับแบบจำลองมาตรฐานซึ่งทำนายว่านิวตริโนจะไม่มีมวล ผู้ชายสวมแจ็คเก็ตกีฬาสีน้ำเงินและผูกเน็คไทโพสท่าถ่ายรูป ข้างหลังเขาเป็นสนามหญ้าเขียวขจี ก่อนที่จะได้รับการเสนอชื่อเป็นคณบดีของวิทยาลัยวิทยาศาสตร์เวอร์จิเนียเทค เควิน พิตส์เคยทำงานเป็นหัวหน้า
เจ้าหน้าที่วิจัยที่ Fermilab ที่นั่น เขาดูแลโครงการวิทยาศาสตร์
ของห้องปฏิบัติการ ซึ่งรวมถึงโครงการ DUNE มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ ภาพถ่ายโดย Hunter Q. Gresham สำหรับมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทค มาริอานีสลายการสั่นของนิวตริโนโดยใช้รสชาติของไอศกรีม “ลองนึกภาพว่าคุณไปร้านไอศกรีม แล้วได้ของโปรดอย่างกล้วย” มาริอานีกล่าว “แล้วคุณก็ก้าวออกไป และตอนนี้รสชาติไอศกรีมของคุณก็กลายเป็นสตรอเบอร์รี่ คุณก้าวไปอีกสองก้าว สตรอเบอรี่จะกลายเป็นวานิลลา อีกสามขั้นตอนและวานิลลาจะกลายเป็นมะพร้าว นี่คือสิ่งที่ผู้คนเรียกว่าการสั่น และอาจเป็นฟังก์ชันของระยะทางที่เดินทางผ่านฟังก์ชันของเวลา และจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมวลของอนุภาคไม่เป็นศูนย์เท่านั้น”
เมื่อแก้ปัญหานิวตริโนจากแสงอาทิตย์ที่หายไปได้ นักฟิสิกส์จึงเดินหน้าต่อไปเพื่อพิสูจน์ว่าการสั่นของนิวตริโนทำงานอย่างไร คำถามทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญในปัจจุบันคือการเปลี่ยนแปลงรสชาติเหล่านี้ในนิวตริโนและแอนตินิวตริโนเกิดขึ้นในอัตราที่เท่ากันหรือไม่ ฮูเบอร์กล่าว หากพวกมันแกว่งต่างกัน ความแตกต่างนั้น – กระบวนการทางกายภาพที่เรียกว่าการละเมิด CP – สามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมจักรวาลของเราจึงประกอบด้วยเราและสภาพแวดล้อมของเรา เหนือแสงสว่างและแสงสว่างเพียงลำพัง
นักฟิสิกส์เชื่อว่าเมื่อ 14 พันล้านปีก่อน สสารและปฏิสสารในจักรวาลมีปริมาณเท่ากันทุกประการ “หากเป็นเช่นนั้นจริง และยังคงเป็นเช่นนั้นอยู่เสมอ ในที่สุด สสารและปฏิสสารทั้งหมดก็จะมาพบกันและกลายเป็นแสงสว่าง” ฮูเบอร์กล่าว “จากนั้นเอกภพจะมีแต่แสงสว่างและไม่มีอะไรอื่นอีก แน่นอนว่ามันไม่ใช่สิ่งที่เกิดขึ้น” เนื่องจากเรามีอยู่ จึงเป็นที่แน่ชัดว่าสสารครอบงำเหนือปฏิสสารในช่วงบิกแบง ซึ่งเป็นการแตกสมมาตร การสั่นของนิวตริโนสามารถแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไรโดยการแสดงให้เห็นถึงความไม่สมดุลของมันเอง DUNE มีวิธีจับความไม่สมดุลในการแสดงหรือไม่ก็ได้
ความแตกต่างของอัตราการสั่นระหว่างนิวตริโนและแอนตินิวตริโน
— หรือขาดไป — จะไม่ใช่เรื่องที่เห็นได้ชัด ฮูเบอร์กล่าว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักฟิสิกส์อย่างเขาและมาริอานีจึงมุ่งเน้นไปที่ความแม่นยำ อาจลดลงถึงหนึ่งในสิบหรือหนึ่งในร้อยของตัวเลขในการวัดของ DUNE แม้ว่าจะเป็นความสำเร็จ แต่ DUNE เป็นขั้นต่ำที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุผลสำเร็จ Huber กล่าว เนื่องจากในกรณีของการวัดการสั่นของนิวตริโนอย่างแม่นยำ “คุณต้องมีจรวด Saturn เพื่อบินไปยังดวงจันทร์”
“ฟิสิกส์ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาได้เปลี่ยนจากสนามที่เรามีความสุขเพียงแค่พูดว่า ‘โอ้ เราได้เห็นนิวตริโน ไชโย’ ไปสู่จุดที่เราพยายามทำการวัดที่แม่นยำมาก” ฮูเบอร์กล่าว “DUNE เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งนั้น นั่นคือจุดสิ้นสุดของวิวัฒนาการที่ยาวนานหลายทศวรรษ ซึ่งฟิสิกส์ของนิวตริโนมีความแม่นยำมากขึ้นเรื่อยๆ DUNE กำลังพยายามวัดค่านิวตริโนที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยมีมา”
จรวดของดาวเสาร์ที่จะบินไปยังดวงจันทร์
มีสิ่งที่จำเป็นบางประการในการวัดการสั่นของนิวตริโน: การสร้างเหตุการณ์นิวตริโนให้เพียงพอ ซึ่งมีเพียงไม่กี่เหตุการณ์เท่านั้นที่จะถูกฉกฉวยไปโดยการทดลอง วางระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดของนิวตริโนและจุดสิ้นสุดของนิวตริโนให้เพียงพอเพื่อให้แสดงการสั่นของนิวตริโน และสร้างการตั้งค่าที่มีขนาดใหญ่และมีความละเอียดสูงพอที่จะจับภาพพลังงานที่เหตุการณ์ทิ้งไว้เบื้องหลัง
คำตอบของ DUNE เริ่มต้นด้วยลำแสงนิวตริโนอันทรงพลังที่โรงงาน Fermilab ในเมืองบาตาเวีย รัฐอิลลินอยส์ ที่นี่ นักฟิสิกส์จะยิงนิวตริโนใต้ดินเป็นระยะทาง 1,300 กิโลเมตรจากใต้ดินที่เครื่องตรวจจับอนุภาคขนาด 40,000 ตันที่เต็มไปด้วยอาร์กอนเหลว เครื่องตรวจจับจะอยู่ที่พื้นที่ทำเหมืองเดียวกันกับที่ใช้โดยการทดลอง Homestake ในเซาท์ดาโคตา
เมื่อนิวตริโนชนเข้ากับอาร์กอนภายในเครื่องตรวจจับและทิ้งร่องรอยของพลังงานไว้ วัสดุดังกล่าวจะให้ความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้ในการวัดค่าเหล่านี้ Mariani กล่าว “โดยพื้นฐานแล้ว มันเหมือนกับการนำกล้องถ่ายรูปจากปี 1980 มาเปรียบเทียบกับกล้องโทรศัพท์ที่มีพิกเซลหลายล้านพิกเซล” เขากล่าว
วิทยาลัยวิทยาศาสตร์มีการเชื่อมต่อ DUNE อีกแห่งซึ่งค่อนข้างใกล้เช่นกัน เควิน พิตส์ ซึ่งเริ่มดำรงตำแหน่งคณบดีวิทยาลัยเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา และเป็นอาจารย์ในเครือของภาควิชาฟิสิกส์ เมื่อปีที่แล้วได้รับการเสนอชื่อให้เป็นหัวหน้าเจ้าหน้าที่วิจัยของ Fermilab ที่นั่น เขาดูแลโครงการวิทยาศาสตร์ของห้องแล็บ ซึ่งรวมถึงโครงการ DUNE มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์
credit : gerisurf.com shikajosyu.com kypriwnerga.com cjmouser.com planosycapacetes.com markerswear.com johnyscorner.com escapingdust.com miamiinsurancerates.com bickertongordon.com
