Prvi T2K neutrino događaj opažen na Super-Kamiokande detektoru

Fizičari iz T2K multinacionalne organizacije pod vodstvom Japana objavili su 24. veljače kako su izvršili prvu detekciju neutrina koji je putovao ispod cijelog Japana putem njihove neutrino zrake iz J-PARC postrojenja smještenog u selu Tokai, koje je sat vremena vožnje vlakom udaljen od Tokya, do divovskog, podzemnog Super-Kamiokande detektora smještenog u blizini zapadne obale Japana (295 km od Tokaia). Sveučilište Stony Brook bila je vodeća američka institucija u T2K eksperimentu.
"Radi se o velikom koraku," ističe glasnogovornik T2K, Takashi Kobayashi. "Naporno smo radili preko 10 godina ne bi li ovo omogućili." Konstruirali su vlastitu neutrino zraku, najmoćniju na svijetu, ne bi li mogli proučavati tajanstven fenomen poznat kao oscilacije neutrina. Posljednje opažanje svjedoči kako sada njihovo istraživanje može početi.

"Neutrini su zapravo čestice-duhovi koji se vrlo vješto skrivaju," objašnjava Kobayashi. "Postoje tri tipa, elektronski, mionski i tau neutrino, za koje se mislilo kako su nepromjenjivi." Međudjelovanja neutrina i materije izuzetno su slaba. Neutrino može proputovati cijeli planet s prigušenjem toliko malenim da ga se može usporediti s prigušenjem svijetla kad prođe kroz prozorsko staklo. Upravo su zbog tako slabe interakcije s materijom fizičari bili u stanju vrlo točno predvidjeti njihovo ponašanje. Upravo je zbog toga nastupio opći šok kada su mjerenja pokazala kako je tok neutrina iz termonuklearnih reakcija, koje se odvijaju na Suncu, mnogo manji nego što se pretpostavilo.

Drugu je anomaliju demonstrirao Super-Kamiokande kada je pokazao kako tok različitih vrsta neutrina, a koji je proizvedem djelovanjem kozmičkih zraka na našu atmosferu, ovisi o tome da li neutrini dolaze odozgora ili odozdola. Prema našem shvaćanju fizike elementarnih čestica takvo što nije moguće. Drugi eksperimenti, poput KamLAND-a (isto izvedenog na Kamioki), pokazuju kako su takva odstupanja posljedica oscilacija neutrina, kada jedan tip neutrina prelazi u drugi.

"Čestitke iz CERN-a na prvom T2K neutrino događaju opaženom na Super-Kamiokande," poručuje glavni ravnatelj CERN-a Rolf Heuer. "Pokretanje prvi neutrino super zrake na svijetu veliko je postignuće. Sigurno će značiti veliki napredak u proučavanju ovih čestica koje je izuzetno teško uhvatiti. Čak i u vrijeme svjetske financijske krize, važno je ne zaboraviti kako je osnovna znanost bila i uvijek će biti jedan od najvažnijih elemenata napretka. Upravo je zato toliko ohrabrujuće vidjeti kako jedna važna inicijativa na području osnovne znanosti uspješno radi svoj posao."

T2K eksperiment namijenjen je revolucionarno preciznom mjerenju oscilacija neutrina te potrage za još neopaženim tipovima oscilacija koje bi mogle uzrokovati da se maleni dio mionskih neutrina, proizvedenih u J-PARC, pretvori u elektronske na putu do Super-Kamiokanda. "Prvi neutrino događaj označava nezapamćen uspjeh T2K te prekretnicu u brzo rastućoj grani fizike koja se bavi neutrinima," ističe ravnatelj Fermilaba, Pier Oddone.

Uspješno opažanje novog tipa oscilacija stvorit će nov pristup problemu usporedbe neutrina i antineutrina za koji mnogi znanstvenici vjeruju da je povezan s jednom od najvećih tajni osnovne fizike - zašto u svemiru postoji mnogo više materije od antimaterije? Ovaj eksperiment je bio znak kako je lov na odgovor upravo započeo.