"Uruchomienie detektora ICARUS jest wielkim wydarzeniem dla fizyków uczestniczących w tym eksperymencie, ponieważ jest to pierwszy tak masywny i tak precyzyjny detektor ciekło-argonowy działający w podziemnym laboratorium" - poinformował prof. Jan Kisiel z Uniwersytetu Śląskiego w komunikacie.
Laboratorium, w którym znajduje się detektor - Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) - jest obecnie największym podziemnym laboratorium fizyki. Znajduje się w 10-cio kilometrowym tunelu autostrady łączącej Rzym z Teramo, około tysiąc metrów n.p.m., we wnętrzu masywu górskiego Gran Sasso, którego szczyty sięgają 3 tysięcy metrów.
Detektor ICARUS T600, wypełnia 600 ton ciekłego argonu. Powstał on we współpracy międzynarodowej grupy 70 fizyków, którymi kieruje laureat nagrody Nobla z fizyki w roku 1984 - prof. Carlo Rubbia.
Od ponad dziesięciu lat w realizacji tego eksperymentu uczestniczy 20 osobowa grupa polskich fizyków z: Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Instytutu Fizyki Jądrowej PAN im. H. Niewodniczańskiego, Instytutu Problemów Jądrowych im. A. Sołtana, Instytutu Radioelektroniki Politechniki Warszawskiej oraz Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Wrocławskiego.
Choć oficjalna inauguracja eksperymentu odbyła się we wtorek, to detektor działa już od prawie roku. "W tym czasie dostarczył bardzo ciekawych wyników dotyczących oddziaływań neutrin" - zapewnił prof. Kisiel.
Jak wyjaśnił, neutrina to cząstki elementarne o znikomej masie (w porównaniu z masą innych znanych cząstek elementarnych), nieposiadające ładunku elektrycznego i poruszające się z prędkością bliską prędkości światła.
"Natura neutrin nie jest do końca poznana pomimo tego, że otaczają nas zewsząd - np. w każdej sekundzie przez 1 cm kw. przechodzi ok. 100 miliardów neutrin produkowanych w Słońcu. Przyczyną tego jest niezwykle małe prawdopodobieństwo oddziaływania neutrin z materią" - poinformował koordynator prac polskich naukowców.
Właśnie dlatego detektory neutrin muszą posiadać - tak jak detektor ICARUS - olbrzymią masę liczoną w setkach, a nawet tysiącach ton. Muszą również pracować głęboko pod powierzchnią Ziemi - we wnętrzach gór albo w kopalniach - aby rzadkie przypadki oddziaływania neutrin z materiałem detektora nie były zakłócane przez częste, na powierzchni Ziemi, oddziaływanie cząstek promieniowania kosmicznego.
"Wynikiem ich (detektorów - PAP) wielomiesięcznej pracy jest zaledwie kilka, kilkadziesiąt lub, w najlepszym przypadku, kilkaset zaobserwowanych w tym czasie oddziaływań neutrin. Nawet ta niewielka liczba pozwoliła jednak na dokonanie niezwykle istotnego odkrycia tzw. oscylacji neutrin, czyli zmiany jednego rodzaju neutrina w inny, np. neutrina elektronowego w neutrino mionowe/taonowe na drodze z wnętrza Słońca do jego powierzchni" - wyjaśnił prof. Kisiel.
Jak wytłumaczył, badając neutrina na Ziemi możemy badać procesy zachodzące głęboko we wnętrzu gwiazd, których badanie nie było dotychczas możliwe przy użyciu fotonów - nośników informacji w tradycyjnej astronomii.
Zaznaczył, że oprócz neutrin ze źródeł naturalnych możemy badać także neutrina powstające w reaktorach elektrowni atomowych oraz neutrina z tzw. wiązek neutrin, które są produkowane przy pomocy akceleratorów przyśpieszających cząstki do wysokich energii.
Jedna z takich wiązek wysyłana jest do laboratorium w Gran Sasso z laboratorium CERN w Genewie. "Neutrina pokonują praktycznie bez przeszkód pod powierzchnią Ziemi odległość 732 km, ponieważ bardzo niechętnie oddziałują z materią, i trafiają do detektora ICARUS" - wyjaśnił prof. Kisiel.