Forklaret: Hvad laver et teleskop inde i verdens dybeste sø?

Baikal-GVD er en af ​​de tre største neutrino-detektorer i verden sammen med IceCube på Sydpolen og ANTARES i Middelhavet.

Deltagerne konkurrerer på isen fra den frosne Baikal-sø under Baikal-issejlercuppen i Irkutsk-regionen, Rusland den 23. marts 2021. (Reuters Foto: Yuri Novikov)

I slutningen af ​​sidste uge, russiske videnskabsmænd lancerede et af verdens største undervandsneutrino-teleskoper kaldet Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector) i vandet i Baikail-søen, verdens dybeste sø beliggende i Sibirien.

Konstruktionen af ​​dette teleskop, som startede i 2016, er motiveret af missionen om at studere i detaljer de undvigende fundamentale partikler kaldet neutrinoer og muligvis bestemme deres kilder. At studere dette vil hjælpe videnskabsmænds forståelse af universets oprindelse, da nogle neutrinoer blev dannet under Big Bang, andre fortsætter med at blive dannet som et resultat af supernovaeksplosioner eller på grund af nukleare reaktioner i Solen.

Nyhedsbrev| Klik for at få dagens bedste forklaringer i din indbakke

jenna tatum nettoværdi

Baikal-GVD er en af ​​de tre største neutrino-detektorer i verden sammen med IceCube på Sydpolen og ANTARES i Middelhavet.

Hvad er fundamentale partikler?

Indtil videre er forståelsen, at universet er lavet af nogle fundamentale partikler, der er udelelige. Overordnet set kan stofpartikler, som forskerne kender til fra nu af, klassificeres i kvarker og leptoner. Men det gælder kun for normalt stof eller det stof, som forskerne ved, at fem procent af universet består af. I deres bog We Have No Idea har tegneserieskaber Jorge Cham og partikelfysiker Daniel Whiteson sagt, at disse partikler udgør stof, der kun udgør fem procent af universet. Der vides ikke meget om de resterende 95 procent af universet, som af forfatterne er klassificeret i mørkt stof (27 procent) og de resterende 68 procent af universet, som forskerne endnu ikke har nogen idé om.

Men i det univers, forskerne kender til, har udforskning inden for fysik indtil videre ført til opdagelsen af ​​over 12 sådanne kvarker og leptoner, men tre af disse (protoner, neutroner og elektroner) er, hvad alt i verden består af . Protoner (bærer en positiv ladning) og neutroner (ingen ladning) er typer af kvarker, hvorimod elektroner (bærer en negativ ladning) er typer af leptoner. Disse tre partikler danner det, der omtales som livets byggesten – atomet. I forskellige kombinationer kan disse partikler danne forskellige slags atomer, som igen udgør molekyler, der danner alt – fra et menneske til en træstol, en plastikplade, en mobiltelefon, en hund, en termit, et bjerg, en planet, vand, jord og så videre.

Hvorfor studerer videnskabsmænd fundamentale partikler?

lynne mcnabb walton

At studere, hvad mennesker og alt omkring dem består af, giver forskerne et vindue til at forstå universet på en bedre måde, bare hvordan det er let at forstå, hvad en kage er, når man først kender ingredienserne, den består af. Dette er en af ​​grundene til, at videnskabsmænd er så opsatte på at studere neutrinoer (ikke det samme som neutroner), som også er en type fundamental partikel. Grundlæggende betyder, at neutrinoer, som elektroner, protoner og neutroner, ikke kan nedbrydes yderligere til mindre partikler.

Så hvor passer neutrinoer ind?

Det, der gør neutrinoer særligt interessante, er, at de er rigelige i naturen, hvor omkring tusind billioner af dem passerer gennem en menneskekrop hvert sekund. Faktisk er de de næstflest partikler, efter fotoner, som er partikler af lys. Men selvom neutrinoer er rigeligt, er de ikke lette at fange, det skyldes, at de ikke bærer en ladning, som et resultat af, at de ikke interagerer med stoffet.

En hjemmeside udviklet af Fermi National Accelerator Laboratory i USA siger, at neutrinoer er et fingerpeg om ny fysik: måder at beskrive verden på, som vi endnu ikke kender. De kan også have unikke egenskaber, der ville hjælpe med at forklare, hvorfor universet er lavet af stof i stedet for antistof. Ligesom de subatomare partikler i det såkaldte normale stof kan klassificeres i elektroner, protoner og neutroner, har de subatomære partikler, der udgør antistof, egenskaber, der er modsatte af det normale stof. Selvom det er kendt, at antistof eksisterer, ved vi endnu ikke, hvorfor det eksisterer, eller hvor forskellige egenskaberne af dets subatomære partikler er fra normalt stofs.

En måde at detektere neutrinoer på er i vand eller is, hvor neutrinoer efterlader et lysglimt eller en linje af bobler, når de interagerer. For at fange disse tegn skal videnskabsmænd bygge store detektorer. Et undervandsteleskop som GVD er designet til at detektere højenergiske neutrinoer, der kan være kommet fra Jordens kerne eller kunne være blevet produceret under kernereaktioner i Solen.

Del Med Dine Venner: