نوترینوها

فیزیک کوانتوم

امروز ما می خواهیم در مورد دست نیافتنی ترین ذرات در طبیعت صحبت کنیم. ما به آن اشاره می کنیم نوترینوها. این ذراتی است که برای اولین بار در دهه 30 به روش نظری توسط دانشمندی متمرکز بر فیزیک کوانتوم به نام ولفگانگ پائولی توصیف شد. تشخیص ذرات بسیار دشوار است زیرا به سختی با ماده معمولی برهم کنش دارند.

بنابراین ، ما قصد داریم این مقاله را اختصاص دهیم تا تمام ویژگی ها ، اهمیت و کنجکاوی های نوترینوها را برای شما بازگو کنیم.

ویژگی های کلیدی

ذرات نوترینو

توضیحی وجود دارد که چرا تشخیص این ذرات بسیار دشوار است. و آنها ذراتی هستند که به سختی با ماده معمولی تعامل دارند. علاوه بر این ، آنها جرم بسیار کمی دارند و یک بار الکتریکی خنثی دارند ، از این رو نام آنها گرفته شده است. آنها ذراتی هستند که می توانند با واکنشهای هسته ای روبرو شوند و تحت تأثیر قرار نگیرند. همچنین تحت تأثیر نیروهای دیگر مانند الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند. تنها راه های تعامل با نوترینوها از طریق عمل گرانش و یک فعل و انفعال هسته ای ضعیف است. شکی نیست که آنها ذرات کاملاً کنجکاوی هستند که مورد توجه بسیاری از دانشمندان متمرکز بر فیزیک کوانتوم قرار گرفتند.

برای تشخیص نوترینوها ، تولید ورق سربی با ضخامت یک سال نوری ضروری است تا اطمینان حاصل شود که نیمی از این نوترینوهایی که از آن عبور می کنند می توانند با یکدیگر برخورد کنند تا بتوانند آنها را به دام بیندازند. دانشمندان ادعا می کنند که گرفتن نوترینو چقدر دشوار است. برای توضیح این موضوع ، می بینیم که در هر ثانیه که زمان می گذرد ، چندین میلیون از این ذرات از طریق سیاره ما و خود ما عبور می کنند بدون اینکه در واقع برخورد کنند. و همچنین آنها با مورد خاصی برخورد نکردند ، گرچه برخی از آنها برخورد می کنند.

نوترینوها را بگیرید

نوترینوها

با توسل به مکانیک کوانتوم می توان نوترینوها را نشان داد. با توجه به این اصول ، ساخت ورق سربی با ابعاد (9,46 10 XNUMX XNUMX. XNUMX) ضروری است12 کیلومتر است تا بتواند نیمی از نوترینوهایی را که از آن عبور می کنند تصرف کند. علی رغم اینکه امروزه نوترینوها دست نیافتنی هستند ، ما چندین رصدخانه داریم که قادر به تشخیص آنها هستند. یکی از این رصدخانه ها با نام Super-Kamiokande ژاپنی شناخته می شود و یک ماشین واقعی است. این رصدخانه در هیدا ، بزرگترین جزیره در مجمع الجزایر ژاپن واقع شده است.

Super-Kamiokande در داخل معدنی به عمق یک کیلومتر ساخته شده است. ابعاد این رصدخانه 40 متر عرض و 40 متر عرض است. این حجم شبیه به یک ساختمان 15 طبقه است. شما فقط باید اندازه رصدخانه ای را که برای ساختن آن در کتان لازم است ، ببینید تا دشواری تشخیص آنها را درک کنید.

در داخل رصدخانه چیزی بیشتر و چیزی کمتر از 50.000،11.000 تن آب با فقر شدید که توسط XNUMX لوله نوری چند محاصره شده است ، پیدا نمی کنیم. این چند برابر کننده های نوری نوعی حسگر هستند که به ما اجازه می دهند هنگام عبور نوترینوها از سیاره خود ، آنها را ببینیم. این نیست که شما می توانید این نوترینوها را مستقیم ببینید ، اما می توان تابش چرنکوف را که هنگام عبور از آب تولید می کنند ، مشاهده کرد. آب یک ماده رسانا و مایعی است که به عنوان حلال جهانی شناخته می شود. به لطف خواص آب ، می توان تابشی را دید که نوترینوها هنگام عبور از آن می دهند.

کنجکاوی های نوترینو

مشاهده ذرات

جالب ترین نکته در مورد این همه تازگی این است که دانشمندان در داخل این رصدخانه کار می کنند و چندین کشف کرده اند. یکی از این کشفیات این است که با استفاده از آب کمتر و آب خالص کمتر می توانید نوترینوهایی را مشاهده کنید که در فاصله بیشتری عود کرده اند. که این است که بگوییم، این نوترینوها که می توان در این نوع آب مشاهده کرد از یک ابرنواختر قدیمی تر ناشی می شود.

ناخالصی ای که به آب اضافه می شود تا بتواند این نوترینوها را تجسم کند گادولینیوم است. این یک عنصر شیمیایی متعلق به گروه خاکی های کمیاب است که در ترکیب شدن آن در آب تأثیر دارد. این اثر به شدت حساسیت آشکارساز را افزایش می دهد تا بتواند عبور نوترینوها را تجسم کند. محققانی که در این رصدخانه کار می کنند ، 13 تن ترکیب تشکیل شده توسط گادولینیوم را به آب با خلوص بالا اضافه کردند. این باعث می شود غلظت کل این عنصر در محلول عمومی 0.01/XNUMX٪ باشد. این غلظت لازم است تا بتوان سیگنال نوترینوهای ضعیف را تقویت کرد و در نتیجه قادر به مشاهده آنها بود.

اهمیت

می توانید فکر کنید که چرا دانشمندان همه این تلاش را برای مطالعه علاقه بیشتر می کنند. و این است که ، گرچه ما آن را باور نداریم ، اما آنها ابزاری اساسی هستند که می توانند اطلاعات زیادی در مورد ابرنواخترها در اختیار ما قرار دهند. ابرنواختر انفجارهای شدیدی است که در آن ستاره هایی رخ می دهد که به دلیل تحلیل رفتن الکترون ها دیگر قادر به تحمل فشار نیستند. این دانش برای شناخت بیشتر ساختار جهان بسیار حیاتی است.

نوترينوها با سرعت بسيار نزديك به سرعت نور حركت مي كنند. می دانیم هیچ جسمی که جرم داشته باشد نمی تواند با سرعت نور حرکت کند. بنابراین ، این نشان می دهد که نوترینوها جرم دارند. با تشکر از این ، یک سری واکنش ذرات بنیادی نیز قابل توضیح است. اهمیت مناسبتر بودن نوترینوها بسیار زیاد است. این بدان معنی است که نوترینوهایی که جرم دارند در مدل استاندارد ذراتی که در فیزیک نظری مورد بحث قرار می گیرند ، نمی گنجند. مدل فیزیک کوانتوم کلاسیک منسوخ تر است و باید تغییرات خاصی ایجاد شود. دانش در حال افزایش است.

این واقعیت که جرم نوترینوها دارد بسیاری از موارد را توضیح می دهد. بخاطر داشته باشید که مدل فیزیک کوانتوم بین 14 تا 20 پارامتر دلخواه دارد و یک مدل نه چندان مثر برای علم روز است. همانطور که می بینید ، نوترینوها در دنیای فیزیک کوانتوم و دانش جهان ارتباط زیادی دارند.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید بیشتر در مورد نوترینوها ، ویژگی ها و اهمیت آنها برای دنیای علم و نجوم بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.