Megvan az utolsó szubatomi részecske is

A Donut detektor

A korábbi kísérletek során már mutatkoztak közvetett bizonyítékok a tau neutrínó létezésére, a közel tömeg nélküli, elektromos töltés nélküli részecskét azonban, amely alig lép kölcsönhatásba környezetével, nem sikerült kimutatni. A neutrínók másik két típusát, az elektron neutrínókat és a müon neutrínókat már 1956-ban illetve 1962-ben kimutatták.

Az 54 amerikai, japán, koreai és görög tudósból álló csapat három éven át elemezte egy 1997-es kísérlet eredményeit. Felfedezésükért néhány éven belül akár Nobel-díjat is kaphatnak: a müon neutrínó és a tau lepton felfedezőit 1988-ban és 1995-ben jutalmazták a díjjal.

Az atom szerkezete

A Donut (fánk) nevű kísérlet során a Fermi labor Tevatron részecskegyorsítójával nagyerejű neutrínósugarat irányítottak a három méter vastag, emulziós rétegeket közrezáró, vaslemezekből készült, középen lyukas ,,szendvicsre". A lemezeken áthaladó egymilliószor egymillió tau neutrínó közül egyetlen lépett kölcsönhatásba egy atommaggal, létrehozva egy tau leptont. A tudósok a tau lepton nyomát keresték az emulziós rétegekben, és a fejlett emulziós technológiának köszönhetően négy ilyen nyomra bukkantak.

A kísérlet eredményeit a Nagoyai Egyetemen elemezték, ahol különleges szkennerekkel és számítógépek irányította videokamerákkal háromdimenziós képeket készítettek az emulziós rétegekben húzódó részecske-útvonalakról. A 15 méter hosszú detektorrendszerrel rögzített több mint hatmillió kölcsönhatásból a technológia segítségével sikerült kiválasztani az ezer lehetséges esetet. A tudósok ezeket megvizsgálva bukkantak az egymilliméteres nyomot hagyó négy tau leptonra.

Néhányan a kísérletben részt vevő tudósok közül

A tau neutrínó felfedezésével teljessé vált a szubatomi részecskék listája: hat kvark és hat lepton létezik. A most kimutatott tau neutrínó a leptonok közé tartozik, az elektronnal, az elektron neutrínóval, a müonnal, a müon neutrínóval és a tauval együtt.

A mostani felfedezés korántsem jelenti a neutrínókísérletek végét. A tudósok most azt kutatják, van-e tömegük a neutrínóknak. Az erre irányuló kutatások jelenleg is folynak Japánban, a Fermi laborban és a svájci CERN-ben pedig tervezik a kutatást. Amennyiben bebizonyosodik, hogy tömeggel rendelkeznek, megrendülhet a modern fizika alapját jelentő standard modell, és gyökeresen megváltozhat az Univerzumról alkotott képünk.