Η ανίχνευση των νετρίνων είναι μια πολύ δύσκολη προσπάθεια. Σε πολλά πειράματα ανίχνευσης νετρίνων χρησιμοποιούνται πολλοί τόνοι γαλλίου διότι τα νετρίνα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τον σταθερό πυρήνα του γαλλίου-71 και να τον μετατρέψουν σε ραδιενεργό ισότοπο γερμανίου-71: ν_e + ⁷¹Ga → ⁷¹Ge + e⁻. Το ⁷¹Ge έχει χρόνο ημιζωής 11 ημέρες και η διάσπασή του μπορεί να παρατηρηθεί με παραδοσιακούς ανιχνευτές ακτινοβολίας.
Όμως, ο ρυθμός παραγωγής ⁷¹Ge από αυτές τις αλληλεπιδράσεις φαίνεται να είναι χαμηλότερος του αναμενομένου. Αυτή η σημαντική απόκλιση που εμφανίζεται όταν τα νετρίνα του ηλεκτρονίου (ν_e) βομβαρδίζουν το ⁷¹Ga παράγοντας ⁷¹Ge αναφέρεται ως «ανωμαλία του γαλλίου».

Η ανωμαλία του γαλλίου δεν μπορεί να εξηγηθεί από τις τρέχουσες θεωρίες. Και όπως γίνεται σε τέτοιες περιπτώσεις, προέκυψαν εικασίες ότι πρόκειται για μια ένδειξη ότι το νετρίνο μπορεί να μετατραπεί σε άλλα εξωτικά σωματίδια (όπως το στείρο νετρίνο), τα οποία αλληλεπιδρούν ακόμη λιγότερο με την ύλη σε σχέση με τα κανονικά νετρίνα. Αν επιβεβαιωνόταν κάτι τέτοιο θα ήταν μια τεράστια ανακάλυψη.

Πρόσφατα, υποστηρίχθηκε ότι αυτή η ανωμαλία θα μπορούσε τελικά να εξηγηθεί απλούστερα. Ότι οφείλεται στον εσφαλμένο χρόνο ημιζωής του πυρήνα ⁷¹Ge που χρησιμοποιείται, διότι ο προβλεπόμενος ρυθμός αλληλεπιδράσεων νετρίνων εξαρτάται από αυτόν τον χρόνο. Αν ο χρόνος ημιζωής του γερμανίου-71 ήταν από 12,5 έως 13.5 ημέρες τότε δεν θα υπήρχε η ανωμαλία του γαλλίου.

Για να ελέγξουν αυτή την πιθανή εξήγηση, μια ομάδα επιστημόνων από τα εργαστήρια Lawrence Berkeley και Lawrence Livermore μέτρησαν ξανά τον χρόνο ημιζωής του ⁷¹Ge με ένα σύνολο προσεκτικά εκτελεσμένων πειραμάτων.

Η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει τον χρόνο ημιζωής του ⁷¹Ge με ακρίβεια περίπου τέσσερις φορές καλύτερη από οποιαδήποτε προηγούμενη μέτρηση βρίσκοντας την τιμή: t_1/2=11,468±0,008 ημέρες. Επομένως η εργασία απορρίπτει την εσφαλμένη μέτρηση του χρόνου ημιζωής του ⁷¹Ge ως εξήγηση για την ανωμαλία, η οποία αναγκαστικά πρέπει να έχει διαφορετική προέλευση – πιθανώς να ερμηνεύεται με την ύπαρξη ενός τέταρτου τύπου νετρίνου, που ονομάζεται στείρο νετρίνο.

Το σίγουρο είναι ότι η ανωμαλία του γαλλίου παραμένει ένα αληθινό μυστήριο – ένα μυστήριο που δυνητικά απαιτεί ακόμα κάποιο είδος απροσδόκητης νέας συμπεριφοράς νετρίνων για να γίνει κατανοητό.

πηγές: https://phys.org/news/2024-06-germanium-isotope-day-life.html – https://arxiv.org/abs/2401.15286

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ετικέτες: ΝΕΤΡΙΝΟ, PHYSICS