Oggi parleremo delle particelle più sfuggenti in natura. Ci riferiamo a neutrini. Si tratta di particelle che furono teoricamente descritte per la prima volta negli anni '30 da uno scienziato specializzato in fisica quantistica chiamato Wolfgang Pauli. Sono molto difficili da rilevare le particelle poiché interagiscono a malapena con la materia ordinaria.
Pertanto, dedicheremo questo articolo per raccontarvi tutte le caratteristiche, l'importanza e le curiosità dei neutrini.
caratteristiche principali
C'è una spiegazione per cui queste particelle sono così difficili da rilevare. Ed è che sono particelle che difficilmente interagiscono con la materia ordinaria. Inoltre, hanno una massa molto piccola e una carica elettrica neutra, da cui il loro nome. Sono particelle che può affrontare reazioni nucleari e non essere influenzato. Inoltre non sono influenzati da altre forze come quelle elettromagnetiche. Gli unici modi per interagire con i neutrini sono attraverso l'azione della gravità e una piccola interazione nucleare debole. Non c'è dubbio che si tratti di particelle piuttosto curiose che hanno catturato l'attenzione di molti scienziati concentrati sulla fisica quantistica.
Per rilevare i neutrini, sarebbe necessario fabbricare un foglio di piombo con uno spessore di un anno luce per garantire che metà di questi neutrini che lo attraversano possano entrare in collisione per poterli intrappolare. Gli scienziati affermano quanto sia difficile catturare un neutrino. Per spiegare questo, vediamo che in ogni secondo che passa il tempo diversi milioni di queste particelle passano attraverso il nostro pianeta e noi stessi senza entrare in collisione. Inoltre non si sono scontrati con nessun altro particolare, sebbene alcuni di loro lo facciano.
Cattura i neutrini
I neutrini possono essere illustrati ricorrendo alla meccanica quantistica. Secondo questi principi sarebbe necessario costruire una lastra di piombo con dimensioni di (9,46 × 1012 km per poter catturare metà dei neutrini che lo attraversano. Nonostante quanto siano sfuggenti i neutrini oggi, abbiamo diversi osservatori in grado di rilevarli. Uno di questi osservatori è conosciuto come il giapponese Super-Kamiokande ed è una vera macchina. L'osservatorio si trova a Hida, l'isola più grande dell'arcipelago del Giappone.
Super-Kamiokande è stato costruito all'interno di una miniera profonda un chilometro. Questo osservatorio ha dimensioni di 40 metri di altezza e 40 metri di larghezza. Questo volume è simile a quello di un edificio di 15 piani. Basta vedere le dimensioni dell'osservatorio che serve per farlo in lino per capire la difficoltà di rilevarli.
All'interno dell'osservatorio non troviamo niente di più e niente di meno che 50.000 tonnellate di acqua di estrema povertà circondate da 11.000 tubi fotomoltiplicatori. Questi fotomoltiplicatori sono una sorta di sensori che ci consentono di vedere i neutrini mentre attraversano il nostro pianeta. Non è che tu possa vedere questi neutrini direttamente, ma puoi osservare la radiazione Cherenkov che generano quando attraversano l'acqua. L'acqua è una sostanza conduttiva e un fluido considerato il solvente universale. Grazie alle proprietà dell'acqua, possiamo vedere la radiazione emessa dai neutrini quando la attraversano.
Curiosità sui neutrini
La cosa più curiosa di tutta questa novità è che gli scienziati lavorano all'interno di questo osservatorio e hanno fatto diverse scoperte. Una di queste scoperte è che utilizzando meno acqua e meno acqua pura, è possibile osservare i neutrini che si sono ripresentati a una distanza maggiore. Vale a dire, Questi neutrini che possono essere osservati in questo tipo di acqua provengono da una vecchia supernova.
L'impurità che viene aggiunta all'acqua per poter visualizzare questi neutrini è il gadolinio. È un elemento chimico appartenente al gruppo delle terre rare che ha l'effetto di essere incorporato nell'acqua. Questo effetto aumenta drasticamente la sensibilità del rivelatore per poter visualizzare il passaggio dei neutrini. I ricercatori che lavorano in questo osservatorio hanno aggiunto 13 tonnellate di un composto formato dal gadolinio all'acqua ad alta purezza. Ciò rende la concentrazione totale di questo elemento nella soluzione generale pari allo 0.01%. Questa concentrazione è necessaria per poter amplificare il segnale dei neutrini più deboli e quindi poterli osservare.
importanza
Puoi pensare che perché gli scienziati fanno tutto questo sforzo per studiare un interesse più particolare. Ed è che, anche se non ci crediamo, sono uno strumento essenziale che può fornirci una grande quantità di informazioni sulle supernove. Le supernova sono le violente esplosioni che avvengono in quelle stelle che già non sono in grado di sopportare la pressione a causa della degenerazione degli elettroni. Questa conoscenza è fondamentale per saperne di più sulla struttura dell'universo.
I neutrini si muovono a una velocità molto vicina a quella della luce. Sappiamo che nessun corpo dotato di massa può muoversi alla velocità della luce. Pertanto, questo indica che i neutrini hanno massa. Grazie a ciò, è possibile spiegare anche una serie di reazioni delle particelle elementari. L'importanza che i neutrini abbiano più appropriati è enorme. Ciò significa che i neutrini che hanno massa non si adattano al modello standard di particelle discusso in fisica teorica. Il modello di fisica quantistica classica è più obsoleto e devono essere apportate alcune modifiche Le porte di conoscenza stanno aumentando.
Il fatto che i neutrini abbiano massa spiega molte cose. Tieni presente che il modello di fisica quantistica ha tra 14 e 20 parametri arbitrari ed è un modello non così efficace per la scienza attuale. Come puoi vedere, i neutrini hanno una grande rilevanza nel mondo della fisica quantistica e nella conoscenza dell'universo.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più su cosa sono i neutrini, le loro caratteristiche e l'importanza per il mondo della scienza e dell'astronomia.