ニュートリノ

量子物理学

今日は、自然界で最もとらえどころのない粒子についてお話します。 私たちは言及しています ニュートリノ。 これらは、ヴォルフガング・パウリと呼ばれる量子物理学に焦点を当てた科学者によって理論的な方法で30年代に初めて記述された粒子です。 それらは通常の物質とほとんど相互作用しないため、粒子を検出することは非常に困難です。

したがって、この記事では、ニュートリノのすべての特徴、重要性、好奇心をお伝えします。

主要な機能

ニュートリノ粒子

これらの粒子を検出するのが非常に難しい理由が説明されています。 そして、それらは通常の物質とほとんど相互作用しない粒子です。 さらに、それらは非常に小さな質量と中性の電荷を持っているので、それらの名前が付けられています。 それらは粒子です 核反応に直面する可能性があり、影響を受けない。 また、電磁力などの他の力の影響も受けません。 ニュートリノと相互作用する唯一の方法は、重力の作用と小さな弱い核相互作用によるものです。 それらが量子物理学に焦点を当てた多くの科学者の注目を集めた非常に奇妙な粒子であることは間違いありません。

ニュートリノを検出するためには、通過するニュートリノの半分が衝突してトラップできるように、XNUMX光年の厚さの鉛シートを製造する必要があります。 科学者たちは、ニュートリノを捕獲するのがどれほど難しいかを主張しています。 これを説明するために、毎秒、数百万のこれらの粒子が実際に衝突することなく私たちの惑星と私たち自身を通過することがわかります。 また、他の特定のものと衝突することもありませんでしたが、衝突するものもあります。

ニュートリノを捕獲する

ニュートリノ

ニュートリノは、量子力学に頼ることによって説明することができます。 これらの原則によれば、(9,46×10)の寸法のリードシートを作成する必要があります。12 それを通過するニュートリノの半分を捕獲できるようにするためのkm。 今日のニュートリノはとらえどころのないものですが、それらを検出できる観測所がいくつかあります。 これらの天文台のXNUMXつは、日本のスーパーカミオカンデとして知られており、実際の機械です。 天文台は、日本列島最大の島、飛騨にあります。

スーパーカミオカンデは、深さXNUMXkmの鉱山内に建設されました。 この天文台の寸法は、高さ40メートル、幅40メートルです。 このボリュームは15階建ての建物のボリュームに似ています。 あなたはそれらを検出することの難しさを理解するために亜麻でそれを作るのに必要な天文台のサイズを見る必要があるだけです。

天文台の中には、50.000本の光電子増倍管に囲まれた極度の貧困を抱える11.000トン以上の水があります。 これらの光電子増倍管は、ニュートリノが地球を通過するときにニュートリノを見ることができる一種のセンサーです。 これらのニュートリノを直接見ることができるということではありません、 しかし、水を通過するときにそれらが生成するチェレンコフ放射を見ることができます。 水は導電性物質であり、普遍的な溶媒と見なされる流体です。 水の性質のおかげで、ニュートリノが水を通過するときに放出する放射線を見ることができます。

ニュートリノの好奇心

粒子観察

このすべての目新しさについて最も興味深いのは、科学者がこの天文台の中で働いて、いくつかの発見をしたということです。 これらの発見のXNUMXつは、使用する水と純粋な水を減らすことで、より遠くで再発したニュートリノを観察できることです。 つまり、 このタイプの水で観察できるこれらのニュートリノは、古い超新星に由来します。

これらのニュートリノを可視化するために水に加えられる不純物はガドリニウムです。 水への取り込みに影響を与える希土類元素の化学元素です。 この効果により、検出器の感度が大幅に向上し、ニュートリノの通過を視覚化できるようになります。 この天文台で働いている研究者たちは、ガドリニウムによって形成された13トンの化合物を高純度の水に加えました。 これにより、一般溶液中のこの元素の総濃度は0.01%になります。 この濃度は、弱いニュートリノの信号を増幅し、それらを観測できるようにするために必要です。

意義

科学者がもっと特別な興味を研究するためにこのような努力をするのはなぜかと考えることができます。 そして、私たちはそれを信じていませんが、それらは超新星に関する大量の情報を私たちに提供することができる不可欠なツールであるということです。 超新星は、電子の退化のためにすでに圧力に耐えることができないそれらの星で発生する激しい爆発です。 この知識は、宇宙の構造についてもっと知るために不可欠です。

ニュートリノは光速に非常に近い高速で移動します。 質量のある物体は光速で動くことができないことを私たちは知っています。 したがって、これはニュートリノに質量があることを示しています。 このおかげで、一連の素粒子反応も説明できます。 より適切なニュートリノの重要性は途方もないです。 これは、質量を持つニュートリノが理論物理学で議論されている粒子の標準モデルに適合しないことを意味します。 古典的な量子物理学モデルはより時代遅れであり、特定の変更を加える必要があります。知識の移植が増えています。

ニュートリノが質量を持っているという事実は多くのことを説明しています。 量子物理学モデルには14から20の任意のパラメーターがあり、現在の科学にとってそれほど効果的なモデルではないことに注意してください。 ご覧のとおり、ニュートリノは量子物理学の世界と宇宙の知識に大きな関連性があります。

この情報で、ニュートリノとは何か、ニュートリノの特​​徴と科学と天文学の世界にとっての重要性についてもっと学ぶことができることを願っています。


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