Explicació: Què fa un telescopi dins del llac més profund del món?

El Baikal-GVD és un dels tres detectors de neutrins més grans del món juntament amb l'IceCube al pol sud i ANTARES al mar Mediterrani.

Els participants competeixen sobre el gel del llac Baikal durant la copa de vela de gel Baikal a la regió d'Irkutsk, Rússia, el 23 de març de 2021. (Foto de Reuters: Yuri Novikov)

A finals de la setmana passada, científics russos va llançar un dels telescopis de neutrins submarins més grans del món anomenat Baikal-GVD (detector de volum de gigatons) a les aigües del llac Baikail, el llac més profund del món situat a Sibèria.

La construcció d'aquest telescopi, que va començar l'any 2016, ve motivada per la missió d'estudiar amb detall les partícules fonamentals evasivas anomenades neutrins i possiblement determinar-ne les fonts. Estudiar-ho ajudarà els científics a comprendre els orígens de l'univers, ja que alguns neutrins es van formar durant el Big Bang, d'altres es continuen formant com a resultat d'explosions de supernoves o a causa de reaccions nuclears al Sol.

Butlletí informatiu| Feu clic per rebre els millors explicadors del dia a la vostra safata d'entrada

El Baikal-GVD és un dels tres detectors de neutrins més grans del món juntament amb l'IceCube al pol sud i ANTARES al mar Mediterrani.

Què són les partícules fonamentals?

Fins ara, la comprensió és que l'univers està format per algunes partícules fonamentals que són indivisibles. A grans trets, les partícules de matèria que els científics coneixen des d'ara es poden classificar en quarks i leptons. Però això només s'aplica a la matèria normal o a la matèria que els científics saben que el cinc per cent de l'univers està format. Al seu llibre We Have No Idea, el dibuixant Jorge Cham i el físic de partícules Daniel Whiteson han dit que aquestes partícules constitueixen matèria que només representa el cinc per cent de l'univers. No se sap molt sobre el 95% restant de l'univers, que els autors classifiquen en matèria fosca (27%) i el 68% restant de l'univers del qual els científics encara no en tenen idea.

Però a l'univers que coneixen els científics, l'exploració en el camp de la física fins ara ha portat al descobriment de més de 12 quarks i leptons d'aquest tipus, però tres d'aquests (protons, neutrons i electrons) és del que està format tot el món. . Els protons (porten una càrrega positiva) i els neutrons (sense càrrega) són tipus de quarks, mentre que els electrons (porten una càrrega negativa) són tipus de leptons. Aquestes tres partícules formen el que es coneix com el bloc de construcció de la vida: l'àtom. En diferents combinacions, aquestes partícules poden formar diferents tipus d'àtoms, que al seu torn formen molècules que ho formen tot, des d'un ésser humà, fins a una cadira de fusta, un plat de plàstic, un telèfon mòbil, un gos, un tèrmit, una muntanya, un planeta, aigua, sòl, etc.

Per què els científics estudien les partícules fonamentals?

Estudiar de què es compon els humans i tot el que els envolta ofereix als científics una finestra per entendre l'univers d'una manera millor, com és fàcil entendre què és un pastís un cop es coneix els ingredients dels quals està format. Aquesta és una de les raons per les quals els científics estan tan interessats a estudiar els neutrins (no el mateix que els neutrons), que també són un tipus de partícula fonamental. Fonamental significa que els neutrins, com els electrons, els protons i els neutrons, no es poden descompondre més en partícules més petites.

Llavors, on encaixen els neutrins?

El que fa que els neutrins siguin especialment interessants és que són abundants a la natura, amb uns mil bilions d'ells que passen per un cos humà cada segon. De fet, són les segones partícules més abundants, després dels fotons, que són partícules de llum. Però tot i que els neutrins són abundants, no són fàcils d'atrapar, això és perquè no porten càrrega, de manera que no interaccionen amb la matèria.

melissa cremades jere cremades

Un lloc web desenvolupat pel Fermi National Accelerator Laboratory als EUA diu que els neutrins són una pista de la nova física: maneres de descriure el món que encara no coneixem. També podrien tenir propietats úniques que ajudarien a explicar per què l'univers està fet de matèria en lloc d'antimatèria. De la mateixa manera que les partícules subatòmiques de l'anomenada matèria normal es poden classificar en electrons, protons i neutrons, les partícules subatòmiques que formen l'antimatèria tenen propietats oposades a la matèria normal. Tot i que se sap que existeix l'antimatèria, encara no sabem per què existeix ni com de diferents són les propietats de les seves partícules subatòmiques de les de la matèria normal.

Una manera de detectar neutrins és a l'aigua o al gel, on els neutrins deixen un flaix de llum o una línia de bombolles quan interactuen. Per capturar aquests signes, els científics han de construir grans detectors. Un telescopi submarí com el GVD està dissenyat per detectar neutrins d'alta energia que podrien haver vingut del nucli de la Terra o que es podrien haver produït durant reaccions nuclears al Sol.

Comparteix Amb Els Teus Amics: