Danas ćemo razgovarati o najneuhvatljivijim česticama u prirodi. Mislimo na neutrini. Riječ je o česticama koje je znanstvenik usredotočen na kvantnu fiziku nazvan Wolfgang Pauli teorijski prvi put 30-ih opisao XNUMX-ih. Čestice je vrlo teško otkriti jer gotovo ne komuniciraju s običnom materijom.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti kako bismo vam ispričali sve karakteristike, važnost i zanimljivosti neutrina.
Glavne osobine
Postoji objašnjenje zašto je ove čestice tako teško otkriti. A to je da su to čestice koje jedva u interakciji s običnom materijom. Nadalje, imaju vrlo malu masu i neutralan električni naboj, otuda i njihovo ime. Oni su čestice koje može se suočiti s nuklearnim reakcijama i na njega se ne može utjecati. Na njih također ne utječu druge sile poput elektromagnetske. Jedini načini interakcije s neutrinima su djelovanje gravitacije i mala slaba nuklearna interakcija. Nema sumnje da su to prilično znatiželjne čestice koje su privukle pažnju mnogih znanstvenika usredotočenih na kvantnu fiziku.
Da bi se otkrili neutrini, bilo bi potrebno proizvesti olovni lim debljine jedne svjetlosne godine kako bi se osiguralo da se polovica tih neutrina koji prođu kroz njega mogu sudariti kako bi ih zarobili. Znanstvenici tvrde kako je teško uhvatiti neutrino. Da bismo to objasnili, vidimo da svake sekunde to vrijeme prolazi nekoliko milijuna ovih čestica kroz naš planet i nas same, a da se zapravo nisu sudarili. Također se nisu sudarili ni s jednim drugim, premda neki od njih jesu.
Hvatajte neutrine
Neutrini se mogu ilustrirati pribjegavanjem kvantnoj mehanici. Prema tim načelima bilo bi potrebno izraditi olovni lim dimenzija (9,46 × 1012 km kako bi mogli uhvatiti polovicu neutrina koji prolaze kroz njega. Unatoč tome koliko su neutrini danas neuhvatljivi, imamo nekoliko zvjezdarnica koje su ih sposobne otkriti. Jedna od tih zvjezdarnica poznata je kao japanska Super-Kamiokande i pravi je stroj. Zvjezdarnica se nalazi u Hidi, najvećem otoku japanskog arhipelaga.
Super-Kamiokande izgrađena je u rudniku dubokom jedan kilometar. Dimenzije ove zvjezdarnice su 40 metara širine i 40 metara širine. Ovaj je volumen sličan onom u zgradi od 15 katova. Samo trebate vidjeti veličinu zvjezdarnice koja je potrebna da bi bila lanena da biste razumjeli poteškoće njihova otkrivanja.
Unutar zvjezdarnice ne nalazimo ništa više i manje od 50.000 11.000 tona vode s krajnjim siromaštvom koje su okružene s XNUMX XNUMX fotomultiplikatorskih cijevi. Ti su fotomultiplikatori svojevrsni senzori koji nam omogućuju da vidimo neutrine dok prolaze kroz naš planet. Nije da ove neutrine možete vidjeti izravno, ali možete promatrati Čerenkovljevo zračenje koje oni generiraju prolazeći kroz vodu. Voda je vodljiva tvar i tekućina koja se smatra univerzalnim otapalom. Zahvaljujući svojstvima vode možemo vidjeti zračenje koje neutrini odaju prolazeći kroz nju.
Neutrino zanimljivosti
Najzanimljivija stvar u vezi s ovom novitetom je ta što znanstvenici rade unutar ove zvjezdarnice i došli su do nekoliko otkrića. Jedno od tih otkrića je da, koristeći manje vode i manje čiste vode, možete promatrati neutrine koji su se ponavljali na većoj udaljenosti. To će reći, Ovi neutrini koji se mogu primijetiti u ovoj vrsti vode potječu od starije supernove.
Nečistoća koja se dodaje vodi da bi se mogli vizualizirati ti neutrini je gadolinij. To je kemijski element koji pripada skupini rijetkih zemalja koji utječe na ugrađivanje u vodu. Ovaj efekt drastično povećava osjetljivost detektora kako bi mogao vizualizirati prolazak neutrina. Istraživači koji rade u ovoj zvjezdarnici dodali su 13 tona spoja koji je stvoren od gadolinija u vodu visoke čistoće. To čini ukupnu koncentraciju ovog elementa u općoj otopini 0.01%. Ova koncentracija je neophodna da bi se mogao pojačati signal slabijih neutrina i tako ih moći promatrati.
važnost
Možete misliti da se zašto znanstvenici toliko trude kako bi proučavali posebniji interes. I to je da, iako mi u to ne vjerujemo, oni su osnovni alat koji nam može pružiti veliku količinu informacija o supernovima. Supernova su silovite eksplozije koje se događaju u onim zvijezdama koje već nisu u stanju izdržati pritisak zbog degeneracije elektrona. Ovo znanje je vitalno da bismo znali više o strukturi svemira.
Neutrini se kreću velikom brzinom vrlo blizu brzine svjetlosti. Znamo da se nijedno tijelo koje ima masu ne može kretati brzinom svjetlosti. Stoga to ukazuje na to da neutrini imaju masu. Zahvaljujući tome, može se objasniti i niz reakcija elementarnih čestica. Važnost neutrina da imaju primjerenije je ogromna. To znači da se neutrini koji imaju masu ne uklapaju u standardni model čestica o kojem se govori u teorijskoj fizici. Klasični model kvantne fizike zastario je i potrebno je unijeti određene promjene. Luke znanja se povećavaju.
Činjenica da neutrini imaju masu objašnjava mnoge stvari. Treba imati na umu da model kvantne fizike ima između 14 i 20 proizvoljnih parametara i nije toliko učinkovit model za trenutnu znanost. Kao što vidite, neutrini imaju veliku važnost u svijetu kvantne fizike i znanja o svemiru.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o tome što su neutrini, njihovim karakteristikama i važnosti za svijet znanosti i astronomije.