Në çdo moment, grimcat nën-atomike rrjedhin në numër të pakuptueshëm nëpër trupin tuaj. Çdo sekondë, rreth 100 miliardë neutrino(particles) nga dielli kalojnë nëpër trupin tuaj, dhe ju laheni në një shi muonësh, të lindur në atmosferën e Tokës. Edhe bananet modeste lëshojnë pozitrone, homologu antimaterie i elektroneve. Ekziston një univers i tërë grimcash, dhe ne jemi kryesisht të pavëmendshëm, kryesisht sepse këto grimca janë të padukshme.
Për të kuptuar vërtet materien në nivelin e saj më themelor, njerëzit duhet të jenë në gjendje të përfytyrojnë këtë botë të fshehur. Aty hyjnë detektorët e grimcave për ta shfaqur. Ata dallojnë gjurmët e përbërësve më të vegjël të universit, duke i bërë këto koncepte të paprekshme të vërteta. Për më tepër, detektorët e grimcave zbulojnë bukuritë e këtij fenomeni: grimcat lënë prapa spirale të këndshme të flluskave, ndezje drite dhe vija të qarta të shkëndijave.
Ndërsa një grimcë lëviz nëpër një material, ajo lëshon thërrimet e bukës që mund të japin rrugën e saj. Ato thërrime bukë vijnë në një larmi formash: dritë, nxehtësi ose ngarkesë elektrike. “Në thelb, çdo detektor grimcash që ekziston është duke kërkuar një ose më shumë nga ato tre gjëra,” thotë fizikantja e grimcave Jennifer Raaf nga Fermilab në Batavia, Ill. Detektorët e grimcave përkthejnë thërrimet e bukës në sinjale që mund të regjistrohen dhe analizohen. Sinjale të tilla ndihmuan në zbulimin e fizikës së modelit standard, një arritje kurorëzuese e shkencës që përshkruan grimcat dhe forcat e natyrës. Ato gjithashtu ka të ngjarë të jenë kryesore në zbulimin e fizikës përtej modelit standard.
Gjurmët nga dhomat e flluskave dhe dhomat e reve zakonisht duhej të inspektoheshin me sy. Në këtë imazh të qershorit 1984, Renee Jones, me një skaner të dhomës së flluskave e cila punon në Fermilab, mat detajet e gjurmëve, përfshirë gjatësinë dhe lakimin e tyre.
Me kalimin e kohës, teknologjitë për zbulimin e grimcave janë përmirësuar shumë. Këtu janë disa lloje të detektorëve që e kanë bërë të padukshmen të dukshme :
Përmes një reje/cloud
Një nga mënyrat e para që shkencëtarët vizualizuan gjurmët e grimcave ishte me dhomat e reve/cloud rooms. Të zhvilluara më shumë se një shekull më parë, dhomat e reve janë të mbushura me një gaz – shpesh një avull alkooli – në prag të kondensimit në lëng. Kur një grimcë e ngarkuar kalon nëpër dhomë, ajo heq elektronet nga ajri brenda, duke krijuar një ngarkesë elektrike që fillon kondensimin. Një vijë e dendur formohet përgjatë shtegut të grimcave, si një kundërvënie në miniaturë.
Një gjurmë grimcash në një dhomë reje në fillim të viteve 1930 ishte dëshmia e parë e një pozitroni, një grimcë të ngarkuar pozitivisht me masën e një elektroni. Pista është e lakuar për shkak të një fushe magnetike që rrethonte dhomën.
Shtigje flluskash
Kur grimcat e ngarkuara kalojnë përmes lëngut në një dhomë flluskë, ato lënë flluska të vogla avulli, si rruaza të ylberta që zvarriten nga një flluskë sapuni. Megjithëse dhomat zakonisht janë të mbushura me hidrogjen të lëngshëm, mund të përdoren një sërë lëngjesh; një prototip i hershëm madje përdorte birrë. Dhomat e flluskave mund të bëhen më të mëdha se dhomat e reve dhe të prodhojnë gjurmë më të mprehta, duke bërë të mundur vëzhgimin e më shumë grimcave në më shumë detaje.
Dixhitalizimi
Dhomat e reve dhe dhomat e flluskave kishin një pengesë. Gjurmët zakonisht regjistroheshin me fotografi dhe secila duhej të inspektohej me sy për ndonjë gjë me interes. Ai proçes ishte shumë i ngadalshëm; ajo i pengoi fizikanët nga zbulimi i grimcave që mund të shfaqen në vetëm një ose dy nga një mori fotografish. Për të gjetur grimcat më të rralla, “nuk mund të shikosh vërtet fotografi. Ju dëshironi që ky informacion të digjitalizohet në një mënyrë të zgjuar, “thotë Sam Zeller, një fizikante i grimcave në Fermilab.
Të gjitha së bashku
Detektorët modernë në përplasësit e grimcave kryesore në botë, si detektorët në Përplasësin e Madh të Hadroneve në CERN pranë Gjenevës, përfshijnë pak nga gjithçka. “Është kjo “qepë“ e përfshirjes së llojeve të ndryshme të detektorëve; çdo shtresë është një gjë e ndryshme,” thotë Raaf.
Këto makina masive përfshijnë një shumëllojshmëri teknologjish – detektorë plastikë të ndezjes, detektorë Cherenkov, pasardhës të dhomave proporcionale me shumë tela. Ato gjithashtu përfshijnë në mënyrë tipike detektorë të bërë nga silikoni që mund të matin me saktësi gjurmët e grimcave bazuar në rrymat e vogla elektrike të prodhuara kur grimca kalon.
Të gjithë këta detektorë punojnë së bashku brenda një magneti shumë të fortë. Pasi grimcat përplasen në qendër të detektorit, kompjuterët shtypin të dhënat nga të gjitha pjesët dhe rindërtojnë atë që ndodhi në përplasje, duke gjurmuar rrugët që morën grimcat.
Pavarësisht nga teknika, hieroglifet hipnotizues subatomikë lejojnë fizikantët të deshifrojnë gjuhën amtare të materies, duke zbuluar përbërësit e saj dhe forcat me të cilat ata komunikojnë. “Është shumë e mahnitshme që ju mund të shihni të padukshmen,” thotë Zeller.
Detektorët modernë në përplasësit e grimcave, siç është eksperimenti CMS (treguar) në CERN, përmbledhin një sërë teknologjish për të dalluar spërkatjen e grimcave nga përplasjet me energji të lartë.
Shkruar nga fizikantja Emily Conover e cila ka një Ph.D. në fizikë nga Universiteti i Çikagos.
