Wetenschappers houden om verschillende redenen van neutrino's. Hier is er een:ze zorgen voor een directe link tussen ons en de kern van onze zon. Tijdens kernfusieprocessen, neutrino's en hoogenergetische fotonen worden geproduceerd. De fotonen worden geabsorbeerd wanneer ze botsen met het dichte zonneplasma en vervolgens opnieuw uitgezonden met een lagere energie (een proces dat zich tot een miljoen jaar herhaalt voordat de energie van de zonnekern uiteindelijk wordt uitgezonden als licht dat we zien), maar neutrino's zullen recht uit de kern van de zon schieten, door het dichte plasma en de aarde bereiken in een kwestie van minuten. Dus, als natuurkundigen meer willen weten over de fusieomgeving in het centrum van onze zon direct , ze zullen zich wenden tot zonne-neutrino's.

Maar er is een mysterieuze draai aan zonne-neutrino's.

Voor zover we weten, neutrino's zijn er in drie "smaken" - het elektronenneutrino, muon-neutrino en tau-neutrino - en hun antideeltjes. Terwijl neutrino's reizen, ze "oscilleren" tussen de drie smaken, zoals een kameleon van kleur zou veranderen als reactie op de kleur van zijn omgeving.

De zon kan alleen elektronenneutrino's genereren in de kern, echter, dus toen natuurkundigen in de jaren zestig deze kleine verschijningen probeerden te detecteren met de eerste ultragevoelige detectoren, ze ontdekten veel minder neutrino's dan de theorie voorspelde. In Nobelprijswinnend werk, natuurkundigen hebben eindelijk de reden gevonden. Het blijkt dat de elektronenneutrino's die worden geproduceerd door de fusie van de zon van nature oscilleren tussen de neutrino-smaken - elektron, muon en tau. Omdat de detectoren alleen elektronenneutrino's konden waarnemen, de muon- en tau-neutrino's bleven onopgemerkt. Er was geen abnormaal tekort aan zonne-elektronenneutrino's - ze waren gewoon van smaak veranderd toen ze de detector bereikten.

Dat brengt ons terug bij DUNE. We hebben een gecontroleerd experiment op aarde nodig zoals DUNE om deze smaakveranderingen te begrijpen. Tijdens het experiment, de smaak van de neutrino's die worden geproduceerd door de deeltjesversneller van Fermilab zal worden gemeten zodra ze naar de omgebouwde goudmijn in South Dakota worden gestuurd. De ontvangen neutrino's bij SURF kunnen dan worden vergeleken met de verzonden neutrino's, en een nieuw begrip over de kwantumaard van neutrino's kan worden gesmeed. Wetenschappers zullen de massa's van deze neutrino's nauwkeurig meten. Ze kunnen zelfs andere neutrino's ontdekken dan de bekende drie smaken.

Maar wacht, Er is meer. Veel meer

DUNE gaat veel verder dan het bestuderen van neutrino-oscillaties. Het zou ons kunnen helpen het niet zo kleine mysterie van hoe ons universum zelfs bestaat . Dit klinkt misschien als een filosofisch dilemma, maar het feit dat ons universum voornamelijk uit materie en niet uit antimaterie bestaat, is een van de grootste vragen die opdoemen over de moderne wetenschap.

Tijdens de oerknal, zo'n 13,8 miljard jaar geleden, materie en antimaterie hadden in gelijke delen moeten ontstaan. Natuurlijk, we weten allemaal wat er gebeurt als materie en antimaterie elkaar ontmoeten - het explodeert, of vernietigt, niets dan energie achterlatend. Dus, als de oerknal gelijke delen materie en antimaterie produceerde, er zou hier niets zijn.

Het feit dat we hier ZIJN betekent dat het universum iets meer materie heeft geproduceerd dan antimaterie, dus toen al die vernietiging plaatsvond bij de geboorte van het universum, materie won en antimaterie werd een extreme zeldzaamheid. Dit betekent dat er bij de oerknal een aantal fundamentele natuurwetten is overtreden, een raadsel dat natuurkundigen een schending van de ladingpariteitssymmetrie noemen - of een 'CP-schending'. Deeltjesversnellers zoals de Large Hadron Collider kunnen testen waarom de natuur de voorkeur geeft aan materie boven antimaterie, en DUNE zal dit doen, te, door te experimenteren met neutrino's en hun antimateriepartner, de antineutrino.

De neutrinostraal in de productiefaciliteit van Fermilab zal naar verwachting in 2026 operationeel zijn, en de bouw van de laatste DUNE-detector zal naar verwachting in 2027 voltooid zijn. De hoop is groot dat we aan de vooravond staan ​​van een nieuwe Higgs-achtige ontdekking.

Als je van plan bent om 's werelds meest intensieve neutrinostraal ooit te produceren, je zult een paar wetenschappers moeten inschakelen. DUNE heeft er 1 verzameld 000 medewerkers uit 30 verschillende landen. Met die cijfers het voegt zich bij de echt grote experimenten, waarvan een aantal wordt uitgevoerd bij de Large Hadron Collider.