Objavljeni konačni rezultati eksperimenta OPERA

Ženeva, CERN: Eksperiment OPERA koji se izvodi u Laboratoriji Gran Saso pri Nacionalnom italijanskom institutu za nuklearnu fiziku (Gran Sasso Laboratory, INFN) napravljen je da bi se konačno dokazalo kako mionski neutrino može da se transformiše u tau neutrina, kroz procese koji se nazivaju neutrinske oscilacije, za koje je 2015. dodeljena Nobelova nagrada iz fizike. U prestižnom časopisu Physical Review Letters, međunarodna grupa istraživača okupljenih u takozvanoj kolaboraciji OPERA, početkom ove nedelje objavila je rad koji bi se mogao smatrati finalnim rezultatom eksperimenta.

Naime, OPERA izveštava da je snimila ukupno 10 događaja koji se mogu smatrati kandidatima za pretvaranje mionskog u tau neutrino. Mionska neutrina su proizvedena u CERN-u u Švajcarskoj, a potom su ispod Alpa putovala 730 kilometara do Gran Saso laboratorije u Italiji. Međutim, ispostavilo se da su se na tom putu pretvorila u tau neutrina. Detektor OPERA, naime, ulovio je, na kraju njihovog puta, deset tau neutrino kandidata.

Takođe, OPERA kolaboracija je početkom ove nedelje otvorila svoje podatke i učinila ih javno dostupnim na portalu CERN Open Data koji je otvoren još 2014. godine. Zahvaljujući ovom puštanju podataka u javnost, istraživači izvan OPERA kolaboracije dobili su mogućnost da pokrenu nova istraživanja, iznova interpretiraju podatke ili da ih koriste u obrazovne svrhe. Ovo su prvi podaci na ovom CERN portalu koji nisu potekli sa CERN-ovog akcelaratora, Velikog sudarača hadrona (LHC).

U prirodi postoje tri vrste neutrina: elektronski, mionski i tau, koji se pri interakciji sa materijom transformišu u odgovarajuće leptone: elektrone, mione i tau čestice. Prethodni eksperimenti već dugo pokazuju da kad prelaze duga rastojanja, očekivani deo neutrina nestaje, pa se došlo do zaključka da se zapravo pre toga pretvaraju jedni u druge. OPERA kolaboracija je uočila prvi takav slučaj, dokaz mion neutrinske oscilacije još 2010. godine, da bi između 2012. i 2015. snimila još četiri slična događaja. Zahvaljujući novoj strategiji u analizi celokupnog uzorka snimljenih podataka iz perioda od 2008. do 2012. ustanovljeno je sa vrlo visokim nivoom poverenja, da se to dogodilo – 10 puta.

„Mi smo analizirali sve sa sasvim novom strategijom, uzmajući u obzir jedinstvene karakteristike ovih događaja“, kaže Đovani de Lelis, portparol OPERA kolaboracije. „Objavili smo prvo direktno merenje leptonskog broja tau neutrina, parametra po kome se neutrina razlikuju od antineutrina. Izuzetno smo zadovoljni što su naši prethodni rezultati sada postali mnogo pouzdaniji nego što je to bilo očekivano kad je eksperiment pravljen“.

Osim što doprinosi boljem razumevanju fizike neutrina, razvoj novih tehnologija je deo rezultata OPERA eksperimenta. Ova kolaboracija je prva razvila poptuno automatizovanu, brzo-čitajuću tehnologiju koja ima sub-mikroskopsku tačnost. Tehnolgoija nuklearnih emulzija danas se koristi u velikom broju oblasti kao što je istraživanje tamne materije ili ispitivanje vulkana i glečera, a koristi se i kod optimizacije takozvane hadronske terapije u lečenju raka. Nedavno je korišćena i pri istraživanju velike Keopsove piramide u Egiptu.