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.

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.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

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

Man har ikke observeret et eneste neutrinoløst dobbeltbetahenfald og er dermed ikke tættere på at kunne forklare forskellen i den dannede mængde stod kontra antistof? Var det pointen? Hvorfor jubler man så, når man ikke er kommet en forklaring nærmere? Er der noget i artiklen jeg har misset?

  • 0
  • 0

Det er neutrinoer man observerer. Havde der været en observation ville det være tegn på at henfaldet ikke er neutrinoløst eller at eksperimentet reagerer på baggrundsstråling.

Jeg kunne dog også tænke mig lidt information om hvordan de er sikre på at dimsen faktisk er tændt og virker :-)

  • 2
  • 0

Det er faktisk elektronerne man ser i eksperimentet. Neutrinoernes energi bestemmer man som det der mangler for at få energibevarelse. Det betyder også at elektronerne fra det neutrinoløse dobbeltbetahenfald vil have den maksimale energi fra almindeligt dobbeltbetahenfald plus to gange neutrinomassen. Derfor er energien af det henfald man leder efter ret velbestemt, og man kan bruge alle de almindelige dobbeltbetahenfald til at undersøge hvor godt detektorerne virker. Det almindelige dobbeltbetahenfald har en halveringstid på 10^21 år, så dem ser de masser af.

  • 3
  • 0

Og ??? Hvad kan vi bruge det til, eller er det også bare " ubrugelig viden" og spild af skattekroner ???

  • 0
  • 15

Ok så man er glad fordi detektoren virker, men den er for lille til at det er sandsynligt at den vil detektere et henfald af den søgte type. Man vil derfor bygge en større maskine.

  • 0
  • 0

Det er ekstremt nyttigt at finde ud af hvordan universet fungerer. Det vil gøre det muligt at lave andre opdagelser, som har en mere konkret anvendelse.

  • 11
  • 0

Fra forskning til faktura har da virkelig fået en støtte, Kunstens Rindalisme overført til teoretisk fysik, Harfortisme? Eller Harfortissimo hvis det bliver meget højlydt.

Grundforskning er ubrugelig pr. definition, men med potentiale, det kan kun være en samfundsopgave Ligesom med rumforskning er det ofte spin off teknologi og fremstillingsmetoderne der er gevinsten, der kommer bare ikke nødvendigvis en artikel i ingeniøren om det.

  • 10
  • 0

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

Nemlig, sådan skal det være.

Det går stort set galt hver eneste gang, jeg har skrevet en artikel til papiravisen, som dernæst bliver overfør til ing.dk - og når jeg så tillader mig at holde påskeferie, gør det ikke situationen bedre.

Men nu er jeg kommet hjem fra golfbanen og har rettet artiklen, så det burde være klart, hvad der er potenser.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten