როგორ შეგვიძლია ნეიტრინოს დაკვირვება?

რა ვისწავლეთ აქამდე? ჩვენ ვიცით რომ:

  • ნეიტრინოებს  თითქმის ყველა მიმართულებიდან შეუძლიათ მოსვლა
  • ჩვენ გარშემო ბევრი ნეიტრინო დაფრინავს

შესაბამისად ნეიტრინოების დაკვირვება იოლი უნდა იყოს, ხომ ასეა?  სამწუხაროდ, ასე არ არის… თუ გახსოვთ ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ ნეიტრინოები ჩვენს გარშემო არსებულ ნივთიერებასთან მხოლოდ სუსტად ურთიერთქმედებენ! ეს ნიშნავს,  რომ ჩვენ უზარმაზარი, გიგანტური ზომის ნეიტრინული დეტექტორები გვჭირდება, რომ ზოგიერთი მათგანის დაკვირვება შევძლოთ.

მაგალითად, განვიხილოთ ჩვენი დეტექტორები, KM3NeT/ORCA (Oscillation Research with Cosmics in Abyss)  და KM3NeT/ARCA(Astroparticle Research with Cosmics in Abyss).  პირველ დეტექტორს 60 სართულიანი შენობის სიმაღლე აქვს (გაცილებით დიდია ვიდრე შენი სახლი), ხოლო  მეორე დეტექტორის სიმაღლე 2-ჯერ და მეტად აღემატება ეიფელის კოშკის სიმაღლეს, ხოლო მის ფართობი რამდენიმე ფეხბურთის მოედნის ფართობის ტოლია. რას იტვით, შთამბეჭდავია? ასეთი დიდი დანადგარები გვესაჭიროება რომ ზოგიერთი ნეიტრინოს დაჭერის შანსი გვქონდეს

როგორ უნდა მოვიქცეთ, რომ ნეიტრინო დავიჭიროთ?  პირველ რიგში უნდა დავუცადოთ ვიდრე ნეიტრინო დეტექტორის გარემომცველი ნივთიერების ატომებს არ დაეჯახება. მაგალითად, თუ ნეიტრინო პროტონს შეხვდება, ნეიტრინო გაქრება და მის ნაცვლად ჩვენთვის კარგად ნაცნობი დამუხტული ნაწილაკი – ელექტრონი გაჩნდება.  სხვა არომატის ნეიტრინოებს ასეთივე დაჯახებისას შეუძლიათ სხვა დამუხტული ნაწილაკების მიოუნის და ტაუს გაჩენა – რომლებიც შეგვიძლია მძიმე ელექტრონებად მივიჩნიოთ. ამ ნაწილაკებს ძალიან სწრაფად შეუძლიათ მოძრაობა, უფრო სწრაფად ვიდრე სინათლე ვრცელდება წყალში (დაიმახსოვრეთ: სინათლე წყალში უფრო ნელა ვრცელდება ვიდრე ვაკუუმში!). როდესაც დამუხტული ნაწილაკის სიჩქარე აღემატება წყალში სინათლის გავრცელების სიჩქარეს, ნაწილაკი წარმოქმნის ლურჯი ფერის ნათებას, რომელსაც ჩერენკოვის გამოსხივება ეწოდება

იმისათვის რომ ნამდვილად შევძლოთ ნეიტრინოს დაჭერა, ჩვენ დეტექტორებში განლაგებულია ათასობით სენსორი, რომლებსაც შეუძლიათ ჩერენკოვის გამოსხივების დეტექტირება

KM3NeT დეტექტორებს ჯამურად 2000-ზე მეტი სენსორი ექნებათ განლაგებული დეტექტორის თითოეულ ბლოკში. სულ ამ პროექტში გათვალისწინებულია 3 ბლოკი: 1 ORCA და 2 ARCA ბლოკი. თითოეული  ბლოკი წარმოადგენს ზღვის ფსკერზე განლაგებულ სტრუქტურას, რომელიც ვერტიკალური ხაზებისგან შედგება.  სამივე ბლოკში 6210 სენსორი იქნება – თითოეულ სენსორში მოთავსდება 31 ფოტოგამამრავლებელი, რომლებიც სენსორის თვალებს წარმოადგენენ – მათი საშუალებით შესაძლებელია ჩერენკოვის სინათლის  დანახვა

ბოლოს, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჩვენ ხმელთაშუა ზღვის სხვადასხვა ადგილზე განვათავსებთ 190000=ზე მეტ „თვალს“, რომლებიც უწყვეტად დააკვირდებიან ნეიტრინოს ურთიერთქმედებით გამოწვეულ ძალიან მკრთალ ნათებას  ზღვის წყალში