Il programma sperimentale BeEST, abbreviazione di "Beryllium Electron-capture with Superconducting Tunnel Junction", " sta utilizzando la completa ricostruzione del momento del decadimento nucleare della cattura degli elettroni in atomi radioattivi di berillio-7 per cercare queste nuove sfuggenti "particelle fantasma". Credito:Spencer Fretwell, Colorado School of Mines
Gli esperimenti hanno individuato anomalie che suggeriscono un nuovo tipo di neutrino, uno che andrebbe oltre il modello standard della fisica delle particelle e forse aprirebbe un portale per il settore oscuro. Ma nessuno ha mai osservato direttamente questa ipotetica particella.
Ora un rivelatore quantistico di materia oscura e un proposto acceleratore di particelle immaginato dall'apprendimento automatico sono pronti a dimostrare l'esistenza del neutrino sterile.
Il ciclotrone IsoDAR fornirebbe dieci volte più corrente del raggio rispetto a qualsiasi macchina esistente, secondo il team del MIT che l'ha progettato. Occupando solo una piccola impronta sotterranea, il ciclotrone può dare segni definitivi di neutrini sterili entro cinque anni.
Allo stesso tempo, quel raggio intenso potrebbe risolvere un grosso problema nel trattamento del cancro:produrre abbastanza isotopi radioattivi per uccidere le cellule cancerose e scansionare i tumori. Il raggio potrebbe produrre elevate quantità di isotopi medici e persino consentire a ospedali e laboratori più piccoli di crearne uno proprio.
"Esiste una connessione diretta tra la tecnologia che può essere utilizzata per comprendere il nostro universo, e la tecnologia che può essere utilizzata per salvare la vita delle persone, " ha detto Loyd Waites, un dottorato di ricerca del MIT candidato che discuterà i piani alla Riunione autunnale 2021 della Divisione APS di Fisica Nucleare.
Dei cacciatori di neutrini sterili esistenti, uno dei più potenti al mondo possiede un solo rilevatore. The BeEST (pronunciato "bestia") può sembrare un colosso, ma l'esperimento utilizza un sensore quantistico per misurare i rinculo nucleari dal "calcio" di un neutrino.
Un'immagine della sorgente ionica utilizzata dal team di ciclotroni IsoDAR, che mostra il raggio di ioni che brilla all'interno del loro dispositivo. Credito:collaborazione IsoDAR
Questo metodo pulito cerca la misteriosa particella senza l'ulteriore ostacolo di cercare le sue interazioni con la materia normale. Solo un mese di test ha prodotto un nuovo punto di riferimento che copre un'ampia gamma di massa, applicabile a esperimenti di neutrini sterili molto più grandi come KATRIN.
"Questo lavoro iniziale esclude già l'esistenza di questo tipo di neutrino sterile fino a 10 volte migliore di tutti i precedenti esperimenti di decadimento, " ha detto Kyle Leach, professore associato presso la Colorado School of Mines, che presenta il primo round di risultati (recentemente riportato in Lettere di revisione fisica ) all'incontro.
La Bestia, una collaborazione di 30 scienziati provenienti da 10 istituzioni in Nord America ed Europa, è anche il primo progetto ad utilizzare con successo il berillio-7, considerato il nucleo atomico ideale per la caccia al neutrino sterile. Prossimo:ridimensionare la configurazione BeEST a molti più sensori, utilizzando nuovi materiali superconduttori.
