Важна крачка в изучаването на призрачното неутрино

Физиците за първи път регистрираха неутрино с изцяло автоматизиран софтуер. Това е важно откритие, което може да преобърне представите ни за Вселената.

Международен екип учени, работещи с неутринния детектор MicroBooNE, съобщи за първия успешен опит за напълно автоматична регистрация на кандидати за неутрино (събития, вероятно свързани с неутрино).

Досега сложният анализ на взаимодействието на „призрачните частици“ изискваше огромен ръчен труд на аналитици, съобщава сайтът на Fermilab.

Изучаването на неутриното е много важно за създаването на системи за връзка, които не познават прегради, а и вероятно – за контакт с извънземен разум.

Неутриното са субатомни частици, които не носят електрически заряд и не взаимодействат със светлината. Неутриното могат да преодолеят милиони светлинни години, да прелитат през прах, планети, живи същества практически без да се влияят от природни сили.

Важността на изследването на неутриното се признава от всички учени, а тази година Нобеловата награда за физика беше присъдена за неутринните осцилации, които имат голямо значение за физиката на елементарните частици.

Пример на неутринното събитие, фиксирано от детектора MicroBooNE.

Проектът на неутринен детектор MicroBooNE е започнал в САЩ преди 9 години. Това голямо съоръжение с детектор с дължина 12 метра е пълно със 170 тона течен аргон. За генериране на неутрино се използва мощен протонен ускорител. В крайна сметка учените могат да изучат измененията в потока неутрино, преодоляващи разстояние от 500 м.

За съжаление дори най-съвършените съвременни детектори регистрират едва нищожна част от неутриното. Проблемът се усложнява от това, че слабите сигнали на редките взаимодействия на неутриното с веществото на детектора много сложно се изолират на фона на общото количество смущения.

Този проблем е актуален и за проектирания голям детектор DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), който ще изследва измененията на неутриното, преодоляло голямо разстояние.

За да решат този проблем, в новия експеримент MicroBooNE учените използвали автоматизирана система за анализ на неутринните събития. За първи път софтуерът разпознал кандидати за неутрино и доказал своята перспективност за експериментите MicroBooNE и DUNE.

Изследванията на неутриното съществено напреднаха в последното десетилетие. Това ни приближава с крачка по-близо до практическото приложение на тези призрачни частици. Преди всичко става дума за комуникациите, тъй като потокът неутрино може безпрепятствено да преминава дори през Земята и водата, което може да послужи например за връзка с подводници или космически апарати.

Първият успешен експеримент по предаване на данни чрез неутрино е реализиран през 2012 година в американската Национална ускорителна лаборатория „Енрико ферми“ (FermiLab). Сноп неутрино преминал през скала с дебелина 240 метра и двоичен код предал 40-битово съобщение.

Още едно потенциално приложение на неутриното е изучаването на далечните ъгълчета на Вселената, от които неутриното пристига с минимални изменения.

Освен това има учени, които смятат, че високоразвити цивилизации общуват помежду си именно с помощта на неутрино. За разлика от електромагнитните вълни неутриното не е подложено на смущения и лесно преминава дори през плътни облаци прах и газ.

Учените вече разбират принципите на работа на тази връзка, но нашите технологии все още не позволяват регистрирането на голяма част от неутринните потоци и „улавят“ едва отделни частици. Ясно е, че при такова ниво на техниката прехващането на сложни комуникативни съобщения е невъзможно.

Именно затова са толкова важни автоматичните алгоритми за разпознаване на неутринни събития. Напълно е възможно в бъдеще мрежи от неутринни детектори все пак да успеят да уловят сигнал от извънземна цивилизация.