Физика говорит нам, что вопрос создан бок о бок с антивеществом. Но если вопрос и антивещество произведены одинаково, то весь вопрос, созданный в ранней вселенной, должен был быть уравновешен равными суммами антивещества, устранив само существование немедленно. И мы не существовали бы.
Чтобы объяснить эту асимметрию, некоторые физики частицы утверждают, что крошечная субатомная частица, нейтрино, и его частица антивещества, антинейтрино, является на самом деле той же самой частицей. Это могло бы составлять полный избыток вопроса во вселенной в целом – и почему мы здесь.Исследователи UTA теперь используют в своих интересах метод биохимии, который использует флюоресценцию, чтобы обнаружить ионы, чтобы определить продукт радиоактивного распада, названного neutrinoless распадом двойной беты, который продемонстрировал бы, что нейтрино – своя собственная античастица.Радиоактивный распад – расстройство атомной энергии выпуска ядра и вопроса от ядра.
Обычный распад двойной беты – необычный способ радиоактивности, в которой ядро испускает два электрона и два антинейтрино в то же время. Однако, если нейтрино и антинейтрино идентичны, то эти два антинейтрино могут, в действительности, отменить друг друга, приведя к распаду neutrinoless, со всей энергией, данной этим двум электронам.
Чтобы найти этот neutrinoless распад двойной беты, ученые смотрят на очень редкий случай, который происходит об один раз в год, когда атом ксенона разлагает и преобразовывает в барий. Если бы neutrinoless распад двойной беты произошел, Вы ожидали бы находить ион бария в совпадении с двумя электронами правильной полной энергии.
Предложенный новый датчик исследователей UTA точно разрешил бы определять этот единственный ион бария сопровождающие пары электронов, созданных в больших количествах ксенонового газа.«Если бы мы наблюдаем даже одно такое событие, это было бы глубокое открытие в физике элементарных частиц, наравне с открытием бозона Хиггса», сказал Бен Джонс, доцент UTA физики, который ведет это исследование для американского отделения Эксперимента Нейтрино с Ксеноном TPC – Палата Проектирования Времени или СЛЕДУЮЩАЯ программа, которая ищет neutrinoless распад двойной беты. Другие исследователи UTA также сотрудничали на эксперименте АТЛАСА, который привел к получившему Нобелевскую премию открытию бозона Хиггса в 2012.
Исследователи, которые издали их открытие в понедельник в Physical Review Letters, продемонстрировали эффективность своей техники в мелком масштабе и теперь планируют использовать устройство в крупномасштабном датчике, который они предполагают как палата, содержащая тонну очищенного ксенонового газа высокого давления.У Дэвида Нигрена, UTA Выдающийся профессор Президента Физики и член Национальной академии наук, была идея посмотреть на флюоресценцию, когда он понял, как нейробиологи используют технику, чтобы посмотреть на ионы кальция, которые спрыгивают с нейрона к нейрону в мозгу.
«Я понял, что кальций и барий не так отличаются, поэтому возможно, мы могли использовать ту же самую технику, чтобы искать neutrinoless распад двойной беты», сказал Нигрен.Раннее исследование с аспирантом UTA Остином Макдональдом определило химическое соединение под названием FLUO-3, который не только работает с ионами кальция, но и также чувствителен к барию.
Оттуда, команда изобрела устройство, которое могло показать ионы бария в большом объеме газообразного ксенона, который был доказан в опубликованной работе.«Красота этого исследования состоит в том, что оно примиряет физиков и химиков в создании творческих новых решений позволить открытия в фундаментальной физике», сказал стул физики UTA Алекс Вайс. «Эта работа ясно демонстрирует способность студентов и преподавателей в UTA, чтобы следовать впереди в международных проектах физики и представляет важный пример исследования мирового класса, позволенного вниманием UTA на управляемое данными открытие».