ขณะที่ฉันเดินข้ามรางรถไฟและขับรถลอดใต้ซุ้มประตูสีน้ำเงินที่เป็นทางเข้า อันเป็นสัญลักษณ์ของศูนย์ฟิสิกส์ของสหรัฐอเมริกาก็ส่องประกายระยิบระยับเหมือนหินอ่อนในระยะไกล ขับต่อไปอีกเล็กน้อย – ผ่านกลุ่มบ้านไร่สีขาว ฝูงวัวกระทิงอเมริกันฝูงเล็ก และโกดังสีส้มและสีน้ำเงินขนาดใหญ่ซึ่งเป็นที่ตั้งของหนึ่งในสองการทดลองทางฟิสิกส์พลังงานสูงของห้องปฏิบัติการ และโครงสร้าง 16 ชั้นดูเหมือน
จะ โผล่ออกมา
จากภูมิประเทศที่ราบเรียบของรัฐอิลลินอยส์เหมือนมหาวิหารคอนกรีต แต่ในระยะใกล้ ความไม่สมบูรณ์เล็กน้อยเริ่มปรากฏขึ้น นั่งร้านสักหน่อย ทางเข้าถูกปิดกั้นที่นั่น จากนั้น เมื่อไหลออกมาจากโถงกระจก ฉันได้ยินเสียงอู้อี้ของการเจาะ เช่นเดียวกับ เอง กำลังอยู่ระหว่างการปรับปรุงเมื่อฉันไปเยี่ยมชม
เมื่อปลายปี 2011 แต่ถึงแม้การเปลี่ยนแปลงในห้องโถงจะเป็นเพียงการตกแต่ง แต่การเปลี่ยนแปลงในห้องแล็บอาจเป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งที่สุดในประวัติศาสตร์ 45 ปี เมื่อวันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2554 เทวาตรอน เครื่องเร่งอนุภาคเรือธง ได้ชนโปรตอนและแอนติโปรตอนตัวสุดท้าย
การหยุดทำงานเป็นสัญญาณการสิ้นสุดของการค้นพบที่ยาวนานถึง 28 ปีในเครื่องจักรรุ่นเก๋า รวมถึงท็อปควาร์ก (ค้นพบในปี 1995) และเทานิวตริโน (2000) นอกจากนี้ยังเป็นการยอมรับอย่างเงียบๆ ว่าสำหรับอนาคตอันใกล้นี้ สหรัฐฯ ได้ยกตำแหน่ง “พรมแดนพลังงาน” ของฟิสิกส์ให้กับยุโรป
ซึ่ง กำลังยุ่งอยู่กับการค้นหาข้อมูลในการค้นหาฮิกส์โบซอน .อย่างไรก็ตาม การสิ้นสุดไม่ได้หมายถึงการสิ้นสุดของ Fermilab “เรามีตัวเร่งปฏิกิริยา 10 ตัวในสถานที่นี้” สตีฟ โฮล์มส์ นักฟิสิกส์กล่าวพร้อมอาการระคายเคืองเพียงเล็กน้อย “เราปิดหนึ่งในนั้น โอเคไหม” เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์หลายคน
ที่ฉันได้พูดคุยด้วย โฮล์มส์กระตือรือร้นที่จะชี้ให้เห็นว่าการชนกันของลำแสงพลังงานสูงของอนุภาคไม่ใช่วิธีเดียวในการค้นพบฟิสิกส์ใหม่ด้วยเครื่องเร่งความเร็ว อีกทางเลือกหนึ่งซึ่งวางแผนที่จะติดตามคือการมองหาปฏิสัมพันธ์ที่หายากระหว่างอนุภาคที่มีพลังงานต่ำ ในการทดลองประเภทนี้ พารามิเตอร์สำคัญ
ไม่ใช่พลังงาน
ของลำแสง แต่เป็นความเข้มของแสง นั่นคือจำนวนของอนุภาคที่ผลิตต่อวินาทีหวยซองเข้มข้นเพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดความเข้มจึงมีความสำคัญ ให้พิจารณานิวตริโน สิ่งลึกลับที่เกือบจะไร้มวลเหล่านี้มีชื่อเสียงที่ขี้อายเกี่ยวกับการมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคอื่นๆ ดังนั้นยิ่งการทดลองสามารถผลิตนิวตริโน
ได้มาก เช่น การกระแทกลำแสงโปรตอนที่มีความเข้มข้นสูงเข้าใส่เป้าหมายที่เป็นกราไฟต์ โอกาสในการตรวจจับพวกมันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น . กระบวนการอื่นๆ ที่หาได้ยากกว่าอันตรกิริยาของนิวตริโน เช่น การสลายตัวของมิวออนเป็นอิเล็กตรอนแบบไร้นิวตริโนที่ไม่เคยสังเกตมาก่อน
อาจตรวจจับได้หากจำนวนการสลายตัวสูงพอนักวิทยาศาสตร์ ที่ทำงานเกี่ยวกับการทดลอง “พรมแดนความเข้ม” ดังกล่าวมาเป็นเวลา 20 ปี เปรียบเทียบการตามล่าหาเศษซากหายากกับการจับสลาก “เมื่อคุณเล่นลอตเตอรี่ ทุกคนรู้ว่าโอกาสชนะของคุณมีมากขึ้นหากคุณซื้อตั๋วเพิ่ม” เขาอธิบาย
ที่ไวต่อแสง
เมื่อนิวตริโนทำปฏิกิริยากับหนึ่งในวัสดุเหล่านี้ อนุภาคที่กระจัดกระจายจะผลิตแสงวาบที่บอกเล่าเรื่องราวได้ในตัวเรืองแสงวาบ ซึ่งกล้องจะบันทึกไว้ ข้อมูลจากเหตุการณ์การกระเจิงเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทดลองนิวตริโนอื่นๆ อีกมากมาย Harris กล่าว เนื่องจากวัสดุในเครื่องตรวจจับ
มักจะเป็นวัสดุเดียวกับที่การทดลองอื่นๆ ใช้ “เราช่วยให้พวกเขาเข้าใจข้อมูลได้ดีขึ้น” เธอกล่าวอย่างภาคภูมิใจ ข้อมูลจากเหตุการณ์การกระเจิงเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทดลองนิวตริโนอื่นๆ อีกมากมาย Harris กล่าว เนื่องจากวัสดุในเครื่องตรวจจับ MINERvA มักจะเป็นวัสดุเดียวกับที่การทดลองอื่นๆ
ใช้ “เราช่วยให้พวกเขาเข้าใจข้อมูลได้ดีขึ้น” เธอกล่าวอย่างภาคภูมิใจ ข้อมูลจากเหตุการณ์การกระเจิงเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทดลองนิวตริโนอื่นๆ อีกมากมาย Harris กล่าว เนื่องจากวัสดุในเครื่องตรวจจับ MINERvA มักจะเป็นวัสดุเดียวกับที่การทดลองอื่นๆ ใช้ “เราช่วยให้พวกเขาเข้าใจข้อมูลได้ดีขึ้น”
เธอกล่าวอย่างภาคภูมิใจการทดลองหนึ่ง ที่ได้ประโยชน์จากผลลัพธ์ ซึ่งอยู่ทางปลายน้ำจากการทดลองในลำแสง ตำแหน่งของมันสะท้อนให้เห็นถึงความสวยงามอย่างหนึ่งของการศึกษานิวตริโน เนื่องจากอนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กันน้อยมาก จึงเป็นไปได้อย่างสมบูรณ์แบบที่จะรวมเครื่องตรวจจับหลายตัวไว้
ในลำแสงเดียวกัน ในความเป็นจริง MINOS มีเครื่องตรวจจับสองแบบ: เครื่องตรวจจับใกล้ที่และเครื่องตรวจจับที่อยู่ไกลลึกเข้าไปในเหมือง ในมินนิโซตา ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 735 กม. การแยกนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ของ MINOS สามารถศึกษาว่านิวตริโนเปลี่ยนแปลงหรือ “แกว่ง” ระหว่าง “รสชาติ”
ที่แตกต่างกันอย่างไร เช่น อิเล็กตรอน มิวออน และเอกภาพ ขณะที่พวกมันเดินทางผ่านโลก ที่เครื่องตรวจจับที่อยู่ใกล้ นิวตริโนเกือบทั้งหมดในลำแสง NuMI เป็นนิวตริโนแบบมิวออน แต่เมื่อพวกเขามาถึงเครื่องตรวจจับระยะไกลในอีก 2.5 มิลลิวินาทีต่อมา เศษเสี้ยวของนิวตริโนมิวออนเหล่านี้
จะแกว่งเป็นนิวตริโนอิเล็กตรอน เป้าหมายของเครื่องตรวจจับแบบจับคู่ของ MINOS คือการจับนิวตริโนในการเปลี่ยนแปลงนี้การเปลี่ยนแปลงจากมิวออนเป็นอิเล็กตรอนนิวตริโนเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ที่เรียกว่า θ 13ซึ่งเป็นหนึ่งในสามของ “มุมผสม” ในเมทริกซ์ที่อธิบายพฤติกรรมของนิวตริโน
ในขณะที่ทราบมุมผสมอีกสองมุม แต่ θ 13ไม่ใช่ และการวัดค่านี้เป็นเป้าหมายระยะสั้นที่สำคัญของโปรแกรมความเข้ม-ชายแดน ผลลัพธ์จาก MINOS และคู่แข่ง เช่น T2K ในญี่ปุ่นและ ในฝรั่งเศสแนะนำว่าค่าของตัวเลขที่เกี่ยวข้อง sin 2 2θ 13มีค่ามากกว่าศูนย์ อย่างไรก็ตาม การทดสอบ กำลังใกล้ถึงขีดจำกัดของความไว ดังนั้นจึงอาจไม่สามารถตรึง θ 13 ได้ไกลออกไปอีกมาก
Credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
