Wetenschappers in de volgorde van de werkhypothese hebben een geweldige observatie aangekondigd, die is gemaakt met behulp van de neutrinodetector "SuperKamiokande". Analyse van de informatie die in de afgelopen 18 jaar is verzameld, toont aan dat neutrino's die worden geproduceerd als gevolg van kernreacties in de kern van de zon, hun functie veranderen en de onverlichte kant van de aarde bereiken.
Neutrino's zijn de "geesten" van de kwantumwereld die geen elektrische lading hebben. Hun massa is extreem klein en ze bewegen met de snelheid van het licht. Neutrino's interageren zo zwak met materie dat ze een hele planeet kunnen passeren van de ene rand naar de andere, zonder ergens mee in botsing te komen. Ze zijn alleen in staat tot zwakke nucleaire interactie.
Hoewel het erop lijkt dat dergelijke kenmerken van het deeltje het volgen ervan onmogelijk maken, hebben natuurkundigen middelen ontwikkeld om directe botsingen van het onzichtbare neutrino met terrestrische materie vast te leggen.
In het geval van de SuperKamiokande-detector was een enorme mijn, gelegen onder een berg op 300 kilometer van Tokio, gevuld met 50.000 ton ultrazuiver water en duizenden detectoren waren op de muren van de mijn geplaatst. Af en toe, wanneer een directe botsing van een neutrino en een watermolecuul optreedt, wordt een hoogenergetisch elektron of muon gevormd. Als gevolg van deeltjesbotsingen ontstaat het Vavilov - Cherenkov-effect. Het is deze korte flits van elektromagnetische straling die wordt vastgesteld door de sensoren. Als er een voldoende grote capaciteit is met water, is het statistisch waarschijnlijk dat het aantal geregistreerde botsingen voldoende zal zijn om een soort "neutrino-telescoop" te creëren (hoewel dit technisch gezien grotendeels geen telescoop is, maar een deeltjesdetector). Ondanks het feit dat in het universum deze neutrale deeltjes overvloedig aanwezig zijn, is in onze regio van de kosmos de belangrijkste bron van neutrino's de zon.
Er zijn drie verschillende soorten neutrino's die verschillen in hun eigenschappen: elektron, tau en muon. Vanwege de bizariteit van de kwantumwereld kunnen neutrino's oscilleren, van het ene type naar het andere. De aard van een dergelijke oscillatie gedurende tientallen jaren is het onderwerp geweest van talrijke studies op het gebied van kernfysica.
Het meest verrassende feit over neutrino-smaken is dat "SuperKamiokande" alleen elektronen-neutrino's kan vangen. Lange tijd bleef het een mysterie waarom er veel minder zonne-neutrino's zijn in het zichtveld van de detector dan het wetenschappelijke model voorspelt. Het blijkt dat elektronenneutrinos (de aanwezigheid van welke apparaten zich kunnen registreren) op hun weg door de interplanetaire ruimte oscilleren in muon en tau-neutrino's (wat niet kan worden gedetecteerd), wat de verschillen in aantallen verklaart.
Wetenschappers zeggen dat ongeveer de helft van de neutrino's, waarvan de energie 2 MeV en minder is, hun eigenaardigheid verandert zonder de aarde te bereiken. Hogere energie neutrino's oscilleren nog vaker. De tendens is dat hoe hoger de neutrino-energie, hoe minder waarschijnlijk het deeltje zal worden gedetecteerd. Zo'n vreemd gedrag van de neutrino wordt het "Mikheev-Smirnov-Wolfenstein-effect" genoemd. Het werd in 1986 ontdekt door de Sovjet-fysici Stanislav Mikheev en Alexei Smirnov, die onderzoek deden op basis van de werken van de Amerikaanse theoreticus Lincoln Wolfenstein uit 1978. Het MRV-effect suggereert ook dat oscillaties in de tegenovergestelde richting plaatsvinden. Wanneer muon en tau-neutrino's door onze planeet bewegen, kunnen ze interageren met elektronen in de samenstelling van dichte aardmaterie. Als gevolg hiervan kunnen neutrino's terugkeren naar het elektronische type. En het lijkt erop dat de detector "SuperKamiokande" dit effect in actie heeft weten te herstellen.
Na analyse van alle gegevens verzameld gedurende 18 jaar observatie, hebben natuurkundigen opgemerkt dat tijdens de nacht het aantal gedetecteerde neutrino's met 3, 2% toenam. Wanneer de zijde van de aarde waar de detector zich bevindt niet wordt verlicht door de zon, moeten de deeltjes de planeet passeren voordat ze in het gezichtsveld komen. 'S Middags bereiken zonnereotrino's de detector onmiddellijk nadat ze een bepaalde afstand in de ruimte hebben afgelegd (en 10-15 km van de atmosfeer). Alles duidt erop dat bij het passeren van onze planeet muon en tau-neutrino's worden beïnvloed door het effect van het MW.
Niettemin dringen de onderzoekers erop aan niet al te luide verklaringen af te leggen. De statistische significantie van dergelijke conclusies maakt het niet mogelijk om ze een ontdekking te noemen, en geeft evenmin reden om ze te beschouwen als het ultieme bewijs dat de effecten van het MW onderhevig zijn aan het neutrino-effect. De statistische significantie van de onderzoeksresultaten is 2.7σ - dat wil zeggen, ze zijn van belang voor de wetenschappelijke gemeenschap, maar ze kunnen niet als een ontdekking worden beschouwd. Over ontdekking kan alleen gesproken worden wanneer de indicator van statistische significantie 5σ bereikt. Het lijkt erop dat we om een dergelijke coëfficiënt te bereiken een grotere detector nodig hebben. Gelukkig is de constructie van "HyperKamiokande" al gepland, die mogelijk zelfs veranderingen in neutrino-geuren kan gebruiken om de dichtheid van gesteente te meten.
De "HyperKamiokande" neutrinodetector zal 25 keer groter zijn dan de "SuperKamiokande", waardoor we veel meer gegevens kunnen verzamelen ", zegt David Wark, een neutrino-analist van de universiteit van Oxford (die niet deelnam aan deze studie). "Ik ben er niet zeker van dat de grootte voldoende zal zijn om de dichtheid van verschillende lagen van de aarde te meten met een nauwkeurigheid die van belang is voor de wetenschap, maar we zullen hoe dan ook in deze richting werken."
