Jubel over stort eksperiment med negativt resultat
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Når du tilmelder dig nyhedsbrevet, accepterer du både vores brugerbetingelser og at Mediehuset Ingeniøren og IDA group ind i mellem kontakter dig angående events, analyser, nyheder, tilbud etc. via telefon, SMS og e-mail. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Jubel over stort eksperiment med negativt resultat

Under Gran Sasso-bjerget 120 km fra Rom har fysikere på eksperimentet Gerda (Germanium Detector Array) længe ledt efter en meget sjælden form for radioaktivt henfald.

Det såkaldte neutrinoløse dobbeltbetahenfald kan nemlig medvirke til at forklare et af fysikkens store mysterier: Årsagen til, at universet i dag stort set udelukkende består af stof, når der blev dannet lige meget stof og antistof ved big bang.

I en artikel i Nature i denne uge fremlægger en forskergruppe resultatet af målinger med en opgraderet version af Gerda, der skal undersøge, om germanium-76 kan henfalde til selen-76 ved en proces, hvor to neutroner omdannes til to protoner og to elektroner eller betapartikler – og intet andet!

Jubel over manglende fund

Forskernes jubel er stor, for efter næsten et års målinger har de absolut intet fundet – så hvorfor de jubler, kræver nok en forklaring:

Ved alle betahenfald udsendes foruden en elektron også en neutrino eller mere præcist en elektron-antineutrino.

GERDA består af en vandtank på 590 m^3, der i midten har en 64 m^^3 beholder med en kryogen væske bestående af flydende argon, som køler 35,6 kg germanium i dens indre til omkring 90 kelvin og samtidig afskærmer det fra ekstern stråling. Det unikke er, at germanium både er kilde til og detektor for det eftersøgte henfald, og det exceptionelle ved eksperimentet er, at man kan eliminere alle baggrundssignaler, der ellers vil ødelægge målingerne. Grafik: Gerda Collaboration

Men hvis neutrinoen og antineutrinoen i virkeligheden er en og samme partikel, kan de gå til grunde under et dobbeltbetahenfald, som det sker for andre sammenstød mellem partikler og deres antipartikler. Deres energi vil så blive båret væk som bevægelsesenergi for elektronerne.

Tegn på 'ny fysik'

Da processen kun danner stof (elektroner) frem for antistof, vil et neutrinoløst dobbeltbetahenfald være tegn på ‘ny fysik’, der bryder med de velkendte regler, og være et skridt på vejen til også at forklare, hvorfor også protoner og neutroner har overlevet i universet på bekostning af deres antipartikler.

Halveringstiden for det neutrinoløse henfald af Ge-76 vurderes dog at være mindst 10^15 gange større end universets alder i dag.

Det kræver derfor en stor detektor blot at registrere et enkelt henfald og lige så vigtigt; det kræver et eksperiment, hvor man fuldstændig har elimineret alle baggrundssignaler, der kan forstyrre målingerne.

Ikke så meget som ét signal

Det er på det sidste felt, Gerda har leveret et gennembrud, da forskerne ikke så så meget som ét signal – altså hverken et neutrinoløst dobbeltbetahenfald eller et baggrundssignal.

»Det er et bemærkelsesværdigt resultat,« skriver Philip Barbeau fra Duke University i North Carolina, USA i en kommentar i Nature.

Hos Gerda, hvis opgraderede detektor vejer 36 kg, arbejder man hen mod en detektor på ét ton.

Med en fuldstændig eliminering af baggrundssignaler vil en sådan detektor kunne bestemme halveringstiden for Ge-76 under neutrinoløst dobbeltbetahenfald, såfremt dette henfald eksisterer, og halveringstiden er under 10^28 år.

Kommentarer (16)

Wikipedia snakker om halveringstider af størrelsesorden 10^25 år, det er noget større end 1015 gange universes alder, og meget større end 1028 år der også er nævnt.

  • 0
  • 0

Indlæg på ing.dk har meget ofte problemer med at angive potenser ... så du skal læse tallene i den ånd de er skrevet :-)

  • 6
  • 0