neutriinot

Tänään puhumme luonnon vaikeimmista hiukkasista. Viittaamme neutriinot. Nämä ovat hiukkasia, joita kvanttifysiikkaan keskittynyt tutkija Wolfgang Pauli kuvasi ensimmäisen kerran 30-luvulla teoreettisella tavalla. Niitä on erittäin vaikea havaita hiukkasia, koska ne tuskin ovat vuorovaikutuksessa tavallisen aineen kanssa.

Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertomaan sinulle kaikki neutriinojen ominaisuudet, tärkeyden ja uteliaisuudet.

Tärkeimmät ominaisuudet

On selitys, miksi näitä hiukkasia on niin vaikea havaita. Ja ne ovat hiukkasia, jotka ovat tuskin vuorovaikutuksessa tavallisen aineen kanssa. Lisäksi niillä on hyvin pieni massa ja neutraali sähkövaraus, joten heidän nimensä. Ne ovat hiukkasia, jotka voidaan kohdata ydinreaktioissa, eikä niihin voida vaikuttaa. Niihin eivät myöskään vaikuta muut voimat, kuten sähkömagneettiset. Ainoa tapa olla vuorovaikutuksessa neutriinojen kanssa on painovoiman ja pienen heikon ydinvuorovaikutuksen kautta. Epäilemättä ne ovat melko uteliaita hiukkasia, jotka kiinnittivät monien kvanttifysiikkaan keskittyvien tutkijoiden huomion.

Neutriinojen havaitsemiseksi olisi tarpeen valmistaa yhden valovuoden paksuus lyijylevy sen varmistamiseksi, että puolet näistä sen läpi kulkevista neutriinoista voisi törmätä niiden ansaan. Tutkijat väittävät kuinka vaikeaa on siepata neutrino. Tämän selittämiseksi näemme, että joka sekunnissa, joka kuluu, useita miljoonia näistä hiukkasista kulkee planeettamme ja itsemme läpi törmäämättä. Eikä he törmänneet minkään muun henkilön kanssa, vaikka jotkut heistäkin.

Sieppaa neutriinot

Neutriineja voidaan havainnollistaa turvautumalla kvanttimekaniikkaan. Näiden periaatteiden mukaan olisi tarpeen rakentaa lyijylevy, jonka mitat ovat (9,46 × 10¹² km päästäksesi puoleen sen läpi kulkevista neutriineistä. Huolimatta siitä, kuinka vaikeasti neutriinot ovat nykyään, meillä on useita observatorioita, jotka pystyvät havaitsemaan ne. Yksi näistä observatorioista tunnetaan japanilaisena superkamiokandena ja on todellinen kone. Observatorio sijaitsee Hidassa, Japanin saariston suurimmalla saarella.

Super-Kamiokande on rakennettu kilometrin syvään kaivokseen. Tämän observatorion mitat ovat 40 metriä korkea ja 40 metriä leveä. Tämä määrä on samanlainen kuin 15-kerroksisen rakennuksen. Sinun tarvitsee vain nähdä observatorion koko, jota tarvitaan pellavan valmistamiseen, jotta ymmärrät niiden havaitsemisen vaikeuden.

Observatorion sisällä ei löydy mitään muuta eikä vähempää kuin 50.000 11.000 tonnia äärimmäisen köyhää vettä, jota ympäröi XNUMX XNUMX valomonistinputkea. Nämä valomonistimet ovat eräänlaisia ​​antureita, joiden avulla voimme nähdä neutriinot kulkiessaan planeettamme läpi. Ei ole, että voit nähdä nämä neutriinot suoraan, mutta näet Cherenkov-säteilyn, jota ne tuottavat kulkiessaan veden läpi. Vesi on johtava aine ja neste, jota pidetään yleisenä liuottimena. Veden ominaisuuksien ansiosta voimme nähdä säteilyn, jonka neutriinot luovuttavat sen läpi.

Neutrino-uteliaisuudet

Mielenkiintoisin asia tässä uudessa on, että tutkijat työskentelevät observatorion sisällä ja ovat tehneet useita löytöjä. Yksi näistä löydöistä on, että käyttämällä vähemmän vettä ja vähemmän puhdasta vettä, voit tarkkailla neutriinoja, jotka ovat toistuneet suuremmalla etäisyydellä. Tarkoittaen, Nämä neutriinot, jotka voidaan havaita tämän tyyppisessä vedessä, ovat peräisin vanhemmasta supernovasta.

Epäpuhtaus, joka lisätään veteen näiden neutriinojen visualisoimiseksi, on gadolinium. Se on harvinaisten maametallien ryhmään kuuluva kemiallinen alkuaine, jolla on vaikutusta veteen sulautumisesta. Tämä vaikutus lisää huomattavasti ilmaisimen herkkyyttä, jotta se pystyy visualisoimaan neutriinojen kulkua. Tässä observatoriossa työskentelevät tutkijat lisäsivät 13 tonnia gadoliniumin muodostamaa yhdistettä erittäin puhtaaseen veteen. Tämä tekee tämän alkuaineen kokonaispitoisuudesta yleisliuoksessa 0.01%. Tämä pitoisuus on välttämätön voidakseen vahvistaa heikompien neutriinojen signaalia ja siten pystyä tarkkailemaan niitä.

tärkeys

Voit ajatella, miksi tutkijat tekevät kaikkensa tutkiakseen erityistä kiinnostusta. Ja se on, että vaikka emme usko sitä, ne ovat välttämätön työkalu, joka voi tarjota meille suuren määrän tietoa supernoovista. Supernova on väkivaltainen räjähdys, joka tapahtuu niissä tähdissä, jotka eivät jo kykene kestämään elektronien rappeutumisesta johtuvaa painetta. Tämä tieto on elintärkeää tietääksemme enemmän maailmankaikkeuden rakenteesta.

Neutriinot liikkuvat suurella nopeudella hyvin lähellä valon nopeutta. Tiedämme, että yksikään massa, jolla ei ole massaa, ei voi liikkua valon nopeudella. Siksi tämä osoittaa, että neutriinoilla on massa. Tämän ansiosta voidaan myös selittää joukko alkeishiukkasreaktioita. Neutriinojen merkitys, jolla on sopivampi, on valtava. Tämä tarkoittaa sitä, että massaa olevat neutriinot eivät sovi teoreettisessa fysiikassa käsiteltyyn hiukkasten vakiomalliin. Klassinen kvanttifysiikan malli on vanhentunut, ja siihen on tehtävä tiettyjä muutoksia.

Se, että neutriinoilla on massa, selittää monia asioita. Muista, että kvanttifysiikkamallilla on välillä 14 ja 20 mielivaltaista parametria ja että se ei ole niin tehokas malli nykyiselle tiedeelle. Kuten näette, neutriinoilla on suuri merkitys kvanttifysiikan ja maailmankaikkeuden tuntemuksen maailmassa.

Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää siitä, mitä neutriinot ovat, niiden ominaisuuksista ja merkityksestä tiede- ja tähtitieteen maailmalle.