Neutrinos são muito evasivo. Eles são impossíveis de ver e difíceis de detectar.
Neutrinos, que têm propriedades incomuns, têm interações extremamente fracas com todas as outras partículas.
Para capturar esses neutrinos indescritíveis com propriedades incomuns, os físicos realizar muitas experiências. Eles também querem determinar sua massa.
Agora, cientistas da colaboração GERDA obtidos novos limites fortes para o chamado decaimento beta-neutrino menos o dobro, que testa se os neutrinos são suas próprias antipartículas .
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Brilhante exemplo. O experimento GERDA no laboratório de Gran Sasso, na Itália tem tudo, mas descartou reivindicações anteriores para neutrinoless duplo decaimento beta.
Além de fótons, neutrinos são as partículas mais abundantes no Universo. Eles são freqüentemente chamados de `partículas fantasmas", porque eles interagem muito fracamente com a matéria.
Eles são, portanto, um invisível, mas componente muito importante do Universo, o que poderia levar completamente a massa de todas as outras formas conhecidas de matéria, embora viajando quase à velocidade da luz em distâncias fantásticas.
Suas pequenas massas têm também consequências importantes para as estruturas do Universo e eles são o elemento motriz na explosão de supernovas. Mas a sua propriedade mais notável e importante foi proposto por Ettore Majorana na 1930ies:
Ao contrário de todas as outras partículas que formam a matéria conhecida em torno de nós, os neutrinos podem ser suas próprias antipartículas .
Partículas e antipartículas são distinguidos por suas acusações. O positrões, por exemplo, o anti-partícula do electrão carregada negativamente, está carregada positivamente. O neutrino, por outro lado, é electricamente neutro - o pré-requisito para a capacidade de ser a sua própria antipartícula.
Se este for realmente o caso está sendo investigado pelo conjunto detector de germânio (GERDA) 1.400 metros de profundidade em Gran Sasso National Laboratory da Itália.
Para este fim, GERDA examina os chamados processos de decaimento beta duplo no germânio isótopo Ge-76 com e sem emissão de neutrinos - este último sendo uma conseqüência das propriedades de Majorana.
Gran Sasso National Laboratories - GERDA - Germânio Detector Array, Itália
No decaimento beta normal, um nêutron dentro de um núcleo decai para um próton, um elétron e um antineutrino. Para núcleos como Ge-76, o decaimento beta normal é energeticamente proibido, mas a conversão simultânea de dois nêutrons com a emissão de dois antineutrinos é possível e tem sido medido por GERDA recentemente com uma precisão sem precedentes.
Esta é uma das mais raras decai já observadas com uma meia-vida de cerca de 2 * 1021 anos, que é de cerca de 100 mil milhões de vezes mais do que a idade do universo.
Se neutrinos são partículas Majorana, decaimento beta neutrino-less casal também deve ocorrer a uma taxa ainda menor. Neste caso, a partir de um antineutrino decaimento beta é absorvida como neutrino pelo segundo neutrões beta-decomposição, que se torna possível se os neutrinos são os seus próprios anti-partícula.
Detectores de germânio envolto por uma folha de cobre de alta pureza para protecção contra radiações. © GERDA colaboração
Em Gerda cristais de germânio são fonte e detector. Ge-76 tem uma abundância de cerca de 8% em germânio natural e, por conseguinte, a sua fracção enriquecida foi mais de 10 vezes antes de os cristais de detectores especiais foram cultivadas.
Procurar uma agulha num palheiro é trivial comparado com a detecção de decaimento beta duplo, uma vez que a radioatividade ambiental é um fundo que ocorrem a uma taxa de pelo menos um bilhão de vezes maior do que o decaimento beta duplo.
Os cristais detectores Gerda e as partes detector circundantes foram, portanto, muito cuidadosamente escolhidos e processado.
Dados tomando começou no outono de 2011 com oito detectores do tamanho de uma lata e pesando dois quilogramas cada. Posteriormente, cinco detectores de recém-concebidos adicionais foram encomendados.Até recentemente, a região do sinal estava cego e os cientistas focada na otimização dos procedimentos de análise de dados. O experimento já completou i primeira fase ts.
A análise, na qual todas as calibrações e os cortes foram definidos antes dos dados na região de sinal foram processados, não revelaram qualquer sinal de decaimento beta neutrino-menos o dobro em Ge-76, que leva a melhor limite inferior do mundo para a semi-vida de 2 , 1 * 1025 anos. Combinado com informações de outras experiências, este resultado exclui uma reivindicação mais cedo para um sinal por outros.
Os novos resultados de GERDA ter conseqüências interessantes para o conhecimento em massas de neutrinos, extensões do modelo padrão da física de partículas elementares, os processos astrofísicos e cosmológicos.
Os próximos passos para GERDA será adicionar detectores de recém-produzidos adicionais efetivamente dobrando a quantidade de Ge-76. Obtenção de dados irá continuar em uma segunda fase, após algumas melhorias são implementadas para atingir ainda mais forte supressão de fundo.
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