مشاهده ي نوسان نوترينويي

نوترينوها به سه طعم متفاوتند. نوترينوي الكتروني، موؤوني و تآوني، اما مي توان از تركيب اينها هم نوترينو بوجود آورد! (كه اين باعث وجود نوسانات نوترينو از يك حالت به ديگري مي شود.)

علاوه بر اجرام آسماني، راكتورهاي زميني هم آنها را مي توانند توليد كنند. در كل راكتورهاي هسته اي چيزهاي زيادي مي سازند: گرما، برق، ميله هاي بي رمق سوخت و نوترينوها. نوترينوهاي توليد شده در راكتورها (يا بعبارت دقيقتر پاد نوترينوهاي الكتروني) نتيجه ي شكافت هسته اي درون قلب راكتور هستند. اما تعدادي از پادنوترينوهاي الكتروني كه به يكباره از راكتور خارج شده و به داخل زمين فرو مي روند، يكي از گسترده ترين پديده ها در تمام فيزيك را بنام توانايي وجود داشتن بسانِ يك تركيب از چندين وجود ديگر را بروز مي دهند. به اين معني كه، يك نوترينو مي تواند حقيقتا تركيبي از چندين (حداقل سه) نوترينو در قالب يكي باشد. در طول مسير حركت يك نوترينوي نوعي زير زمين، مي بينيم كه در جايي علائم نوترينوي الكتروني ظاهر مي شود، اما بعد از مدتي به شكل نوترينوي موؤوني تغيير ماهيت مي دهد.

نوسان ماهيت نوترينو


آشكارساز سينتيلاتور مايع پادنوترينوي كاميوكا ”كاملند“ KamLAND* اين حالت عجيب غريب از وجود داشتن نوترينوها را چند روز پيش توانست نشان دهد.

دستگاه ”كاملند“، (كه بطور ساده مي توان گفت يك مخزن غول پيكر از مايعي نور-فعال است كه بوسيله تعداد زيادي فوتوتيوب زيرنظر گرفته شده است)، بدنبال برهم كنشي بود كه در آن يك نوترينوي ورودي به يك پروتون ضربه اي بزند و دوتايي پوزيترون-نوتروينو ،كه قابل رديابيست، بوجود مي آيد. با توجه به قوانين فيزيك در قلب راكتورها، توان راكتورهاي مورد استفاده در ژاپن و كره، فواصل مجموعه ي راكتور-آشكارساز و مدت زمان آزمايش (حدود 45 روز) انتظار ميرفت كه 86 مورد از اين دست واكنشهاي واقعي مشاهده شوند، اما فقط 54 تا رخ داد. پژوهشگران نتيجه گرفتند كه بعضي از پديده ها بواسطه ي ناپديد شدن نوترينو قابل انجام نبودند. يعني احتمالا ماهيت نوترينوها در بين راه عوض شده است.

”كاملند“ در آزمايشگاه زيرزميني تويوما در ژاپن قرار دارد. اين دستگاه عملا تلسكوپيست كه كهكشانها را در آسمان نمي كاود، بلكه به درون قشري از خاك زميني زل زده و بدنبال نوترينوهاي بيرون زده از داخل مجموعه ي 69 راكتور در ژاپن و كره است.

اين نتيجه، تأييد محكمي براي پژوهش نوسانات نوترينوهاي خورشيدي كه بزرگ آشكارسازهايي چون كاميوكانده Kamiokande (در ژاپن) و مشاهده گر نوترينوي سادبري SNO (در كانادا) انجام دادند، نمي باشد، به يك دليل ساده كه ”كاملند“ پادنوترينو را بجاي نوترينو بررسي كرده است.

”كاملند“ با اين كارش، خدمت بزرگي به تحقيق نظري تقسيم پذير بودن هويت نوترينو كرد.

منبع:
Eguchi et al., paper submitted to Physical Review Letters

major-physics