Täna räägime looduse kõige raskemini tabatavatest osakestest. Me peame silmas neutrinos. Need on osakesed, mida teoreetiliselt kirjeldas 30. aastatel kvantfüüsikale keskendunud teadlane nimega Wolfgang Pauli XNUMX. aastatel. Neid on osakesi väga raske tuvastada, kuna nad ei reageeri peaaegu tavalise ainega.
Seepärast pühendame selle artikli teile neutriinode kõigi omaduste, tähtsuse ja kurioosumite rääkimiseks.
põhijooned
On olemas seletus, miks neid osakesi on nii raske tuvastada. Ja see on see, et need on osakesed, mis vaevalt tavalise ainega suhtlevad. Pealegi on neil väga väike mass ja neutraalne elektrilaeng, sellest ka nende nimi. Nad on osakesed, mis tuumareaktsioonidega silmitsi seista ja neid ei saa mõjutada. Neid ei mõjuta ka muud jõud, näiteks elektromagnetilised jõud. Ainsad viisid neutriinodega suhtlemiseks on raskusjõu toimimine ja väike nõrk tuumainteraktsioon. Pole kahtlust, et tegemist on üsna uudishimulike osakestega, mis köitsid paljude kvantfüüsikale keskendunud teadlaste tähelepanu.
Neutriinode avastamiseks oleks vaja toota ühe valgusaasta paksune pliileht, et pooled neist läbivatest neutriinodest saaksid neid kinni hoida. Teadlased väidavad, kui keeruline on neutriinot tabada. Selle selgitamiseks näeme, et iga sekundi möödudes läbib mitu miljonit neist osakestest meie planeeti ja iseennast ilma põrkumata. Samuti ei põrganud nad kokku ühegi teisega, ehkki mõned neist ka.
Püüdke neutriinod
Neutriinosid saab illustreerida kvantmehaanika abil. Nende põhimõtete kohaselt oleks vaja ehitada pliileht mõõtmetega (9,46 × 1012 km, et oleks võimalik tabada pool sellest läbivast neutriinost. Hoolimata sellest, kui tabamatud on tänapäeval neutriinod, on meil mitu vaatluskeskust, mis on võimelised neid avastama. Üks neist observatooriumidest on tuntud kui Jaapani super-Kamiokande ja on tõeline masin. Tähetorn asub Hidas, mis on Jaapani saarestiku suurim saar.
Super-Kamiokande on ehitatud ühe kilomeetri sügavuse kaevanduse sisse. Selle observatooriumi mõõtmed on 40 meetrit kõrge ja 40 meetrit lai. See maht sarnaneb 15-korruselise hoone omaga. Peate lihtsalt nägema observatooriumi suurust, mis on vajalik selle lina valmistamiseks, et mõista nende avastamise raskusi.
Tähetorni seest ei leia rohkem ega vähem kui 50.000 11.000 tonni äärmise vaesusega vett, mida ümbritseb XNUMX XNUMX fotokordistitoru. Need fotokordistid on omamoodi andurid, mis võimaldavad meil planeeti läbides näha neutriinoid. Asi pole selles, et näete neid neutriinoid otse, kuid võite jälgida Tšerenkovi kiirgust, mida nad tekitavad vett läbides. Vesi on juhtiv aine ja vedelik, mida peetakse universaalseks lahustiks. Tänu vee omadustele võime näha kiirgust, mida neutriinod selle läbimisel välja annavad.
Neutrino kurioosumid
Kõige uudishimulikum kogu selle uudsuse juures on see, et teadlased töötavad selles observatooriumis ja on teinud mitmeid avastusi. Üks neist avastustest on see, et vähem vett ja vähem puhast vett kasutades saate jälgida neutriinoid, mis on kordunud suuremal kaugusel. See tähendab, Need neutriinod, mida saab seda tüüpi vees täheldada, pärinevad vanemast supernoovast.
Lisand, mis lisatakse vette, et oleks võimalik neid neutriinoid visualiseerida, on gadoliinium. See on haruldaste muldmetallide rühma kuuluv keemiline element, mis mõjutab vees sisaldumist. See efekt suurendab drastiliselt detektori tundlikkust, et oleks võimalik visualiseerida neutriinode läbipääsu. Selles observatooriumis töötavad teadlased lisasid ülipuhtale veele 13 tonni gadoliiniumi moodustunud ühendit. See muudab selle elemendi üldkontsentratsiooni üldlahuses 0.01%. See kontsentratsioon on vajalik nõrgemate neutriinode signaali võimendamiseks ja seeläbi nende jälgimiseks.
Tähtsus
Võite arvata, et miks teevad teadlased kõik selle, et uurida konkreetsemat huvi. Ja see on see, et kuigi me seda ei usu, on need hädavajalikud vahendid, mis võivad meile pakkuda supernoovade kohta palju teavet. Supernoova on vägivaldne plahvatus, mis toimub neis tähtedes, mis juba ei talu survet elektronide taandarengu tõttu. Need teadmised on üliolulised, et rohkem teada saada universumi struktuurist.
Neutriinod liiguvad suure kiirusega väga lähedal valguskiirusele. Me teame, et ükski keha, millel on mass, ei saa liikuda valguskiirusel. Seetõttu näitab see, et neutriinodel on mass. Tänu sellele saab selgitada ka osakeste elementaarsete reaktsioonide rida. Neutriinode asjakohasuse tähtsus on tohutu. See tähendab, et massiga neutriinod ei mahu teoreetilises füüsikas käsitletavate osakeste standardmudelisse. Klassikaline kvantfüüsika mudel on vananenud ja tuleb teha teatavaid muudatusi.
Asjaolu, et neutriinodel on mass, seletab paljusid asju. Tuleb meeles pidada, et kvantfüüsikamudelil on vahemikus 14 kuni 20 meelevaldset parameetrit ja see pole praeguse teaduse jaoks nii tõhus mudel. Nagu näete, on neutriinodel kvantfüüsika maailmas ja universumi tundmisel suur tähtsus.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada, millised on neutriinod, nende omadused ja tähtsus teadus- ja astronoomiamaailma jaoks.