Hari ini kita akan membahas tentang partikel yang paling sulit dipahami di alam. Kami mengacu pada neutrino. Ini adalah partikel yang secara teoritis dideskripsikan untuk pertama kalinya pada tahun 30-an oleh seorang ilmuwan yang berfokus pada fisika kuantum bernama Wolfgang Pauli. Mereka sangat sulit untuk mendeteksi partikel karena mereka hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa.
Karena itu, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberi tahu Anda semua karakteristik, kepentingan, dan keingintahuan neutrino.
Fitur utama
Ada penjelasan mengapa partikel-partikel ini begitu sulit dideteksi. Dan mereka adalah partikel yang hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa. Selain itu, mereka memiliki massa yang sangat kecil dan muatan listrik netral, maka dinamakan demikian. Mereka adalah partikel itu dapat dihadapi dengan reaksi nuklir dan tidak terpengaruh. Mereka juga tidak terpengaruh oleh gaya lain seperti elektromagnetik. Satu-satunya cara untuk berinteraksi dengan neutrino adalah melalui aksi gravitasi dan interaksi inti kecil yang lemah. Tidak diragukan lagi bahwa mereka adalah partikel yang cukup aneh yang menarik perhatian banyak ilmuwan yang berfokus pada fisika kuantum.
Untuk mendeteksi neutrino, perlu dibuat lembaran timah dengan ketebalan satu tahun cahaya untuk memastikan bahwa setengah dari neutrino yang melewatinya dapat bertabrakan untuk menjebaknya. Ilmuwan mengklaim betapa sulitnya menangkap neutrino. Untuk menjelaskan hal ini, kita melihat bahwa setiap detik waktu berlalu beberapa juta partikel ini melewati planet kita dan diri kita sendiri tanpa benar-benar bertabrakan. Mereka juga tidak bertabrakan dengan orang tertentu, meskipun beberapa dari mereka melakukannya.
Tangkap neutrino
Neutrino dapat diilustrasikan dengan menggunakan mekanika kuantum. Menurut prinsip-prinsip ini, perlu untuk membuat lembaran utama dengan dimensi (9,46 × 1012 km untuk dapat menangkap setengah dari neutrino yang melewatinya. Terlepas dari betapa sulitnya neutrino saat ini, kami memiliki beberapa observatorium yang mampu mendeteksinya. Salah satu observatorium ini dikenal sebagai Super-Kamiokande Jepang dan merupakan mesin asli. Observatorium ini terletak di Hida, pulau terbesar di kepulauan Jepang.
Super-Kamiokande telah dibangun di dalam tambang sedalam satu kilometer. Observatorium ini memiliki dimensi tinggi 40 meter dan lebar 40 meter. Volume ini mirip dengan volume bangunan 15 lantai. Anda hanya perlu melihat ukuran observatorium yang diperlukan untuk membuatnya di rami untuk memahami kesulitan mendeteksinya.
Di dalam observatorium, kami tidak menemukan lebih dari 50.000 ton air dengan kemiskinan ekstrem yang dikelilingi oleh 11.000 tabung pengganda foto. Pengganda foto ini adalah sejenis sensor yang memungkinkan kita melihat neutrino saat mereka melewati planet kita. Anda tidak bisa melihat neutrino ini secara langsung, tetapi Anda dapat mengamati radiasi Cherenkov yang mereka hasilkan saat melewati air. Air adalah zat konduktif dan fluida dianggap sebagai pelarut universal. Berkat sifat air, kita bisa melihat radiasi yang dilepaskan oleh neutrino saat mereka melewatinya.
Keingintahuan Neutrino
Hal yang paling aneh tentang semua hal baru ini adalah bahwa para ilmuwan bekerja di dalam observatorium ini dan telah membuat beberapa penemuan. Salah satu penemuan ini adalah dengan menggunakan lebih sedikit air dan lebih sedikit air murni, Anda dapat mengamati neutrino yang muncul kembali pada jarak yang lebih jauh. Artinya, Neutrino yang dapat diamati pada jenis air ini berasal dari supernova yang lebih tua.
Pengotor yang ditambahkan ke air untuk dapat memvisualisasikan neutrino ini adalah gadolinium. Ini adalah unsur kimia yang termasuk dalam kelompok tanah jarang yang memiliki efek dimasukkan ke dalam air. Efek ini secara drastis meningkatkan sensitivitas detektor untuk dapat memvisualisasikan jalannya neutrino. Para peneliti yang bekerja di observatorium ini menambahkan 13 ton senyawa yang dibentuk oleh gadolinium ke air dengan kemurnian tinggi. Ini membuat konsentrasi total elemen ini dalam larutan umum menjadi 0.01%. Konsentrasi ini diperlukan untuk dapat memperkuat sinyal dari neutrino yang lebih lemah dan dengan demikian dapat mengamatinya.
Pentingnya
Anda dapat berpikir bahwa mengapa para ilmuwan melakukan semua upaya ini untuk mempelajari minat yang lebih khusus. Dan memang, meskipun kami tidak mempercayainya, mereka adalah alat penting yang dapat memberi kami banyak informasi tentang supernova. Supernova adalah ledakan dahsyat yang terjadi di bintang-bintang yang sudah tidak mampu menahan tekanan akibat degenerasi elektron. Pengetahuan ini penting untuk mengetahui lebih banyak tentang struktur alam semesta.
Neutrino bergerak dengan kecepatan tinggi yang sangat mendekati kecepatan cahaya. Kita tahu bahwa tidak ada benda bermassa yang dapat bergerak dengan kecepatan cahaya. Oleh karena itu, ini menunjukkan bahwa neutrino memiliki massa. Berkat ini, serangkaian reaksi partikel elementer juga dapat dijelaskan. Pentingnya neutrino memiliki lebih tepat sangat luar biasa. Artinya, neutrino yang bermassa tidak sesuai dengan model standar partikel yang dibahas dalam fisika teoretis. Model fisika kuantum klasik lebih usang dan beberapa perubahan perlu dilakukan. Pelabuhan pengetahuan semakin meningkat.
Fakta bahwa neutrino memiliki massa menjelaskan banyak hal. Perlu diingat bahwa model fisika kuantum memiliki antara 14 dan 20 parameter arbitrer dan merupakan model yang tidak begitu efektif untuk sains saat ini. Seperti yang Anda lihat, neutrino memiliki relevansi yang besar di dunia fisika kuantum dan pengetahuan tentang alam semesta.
Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang apa itu neutrino, karakteristik dan kepentingannya bagi dunia sains dan astronomi.