Šiandien mes kalbėsime apie labiausiai nepagaunamas daleles gamtoje. Mes turime omenyje neutrinai. Tai dalelės, kurias 30-aisiais pirmą kartą teoriniu būdu aprašė mokslininkas, orientuotas į kvantinę fiziką, vadinamas Wolfgangu Pauli. Juos labai sunku aptikti dalelėmis, nes jie beveik nesąveikauja su įprasta materija.
Todėl mes skirsime šį straipsnį, kad pasakytume apie visas neutrino savybes, svarbą ir įdomybes.
pagrindinės funkcijos
Yra paaiškinimas, kodėl šias daleles taip sunku aptikti. Ir tai dalelės, kurios vos sąveikauja su įprasta materija. Be to, jie turi labai mažą masę ir neutralų elektrinį krūvį, todėl jų vardas. Jie yra dalelės, kurios gali susidurti su branduolinėmis reakcijomis ir neturi įtakos. Jų neveikia ir kitos jėgos, pavyzdžiui, elektromagnetinės. Vieninteliai sąveikos su neutrinais būdai yra gravitacijos poveikis ir maža silpna branduolio sąveika. Neabejotina, kad tai yra gana įdomios dalelės, kurios atkreipė daugelio mokslininkų, sutelktų į kvantinę fiziką, dėmesį.
Norint aptikti neutrinus, reikėtų pagaminti švino lakštą, kurio storis yra vieneri šviesmetis, kad pusė šių pro jį praeinančių neutrinų galėtų susidurti, kad galėtų juos įstrigti. Mokslininkai tvirtina, kaip sunku užfiksuoti neutrino. Norėdami tai paaiškinti, matome, kad per kiekvieną sekundę keli milijonai šių dalelių praeina per mūsų planetą ir mus pačius, nesusidūrę. Jie taip pat nesusidūrė su jokia kita dalimi, nors kai kurie iš jų ir susiduria.
Užfiksuokite neutrinus
Neutrinus galima iliustruoti pasitelkus kvantinę mechaniką. Pagal šiuos principus reikėtų pastatyti švino lakštą, kurio matmenys yra (9,46 × 1012 km, kad pavyktų užfiksuoti pusę pro jį praeinančių neutrinų. Nepaisant to, kokie neįtikėtini šiandien yra neutrinai, turime keletą observatorijų, galinčių juos aptikti. Viena iš šių observatorijų yra žinoma kaip japonų „Super-Kamiokande“ ir yra tikra mašina. Observatorija yra Hidoje, didžiausioje Japonijos salyno saloje.
Vieno kilometro gylio kasykloje pastatyta „Super-Kamiokande“. Šios observatorijos matmenys yra 40 metrų aukščio ir 40 metrų pločio. Šis tūris yra panašus į 15 aukštų pastato. Jūs tiesiog turite pamatyti observatorijos dydį, kurio reikia linams gaminti, kad suprastumėte, kaip sunku juos aptikti.
Observatorijos viduje nerandame nieko daugiau ir mažiau nei 50.000 11.000 tonų vandens, turinčio didžiulį skurdą, kurį supa XNUMX XNUMX fotokomponentų. Šie daugikliai yra tam tikri jutikliai, leidžiantys mums pamatyti neutrinus, kai jie praeina per mūsų planetą. Nėra taip, kad galite tiesiogiai pamatyti šiuos neutrinus, bet jūs galite pamatyti Cherenkovo radiaciją, kurią jie sukuria eidami per vandenį. Vanduo yra laidi medžiaga ir skystis, laikomas universaliu tirpikliu. Dėl vandens savybių galime pamatyti spinduliavimą, kurį neutrinai skleidžia, kai praeina per jį.
Neutrino kuriozai
Smalsiausias dalykas visoje naujovėje yra tai, kad mokslininkai dirba šioje observatorijoje ir padarė keletą atradimų. Vienas iš šių atradimų yra tas, kad naudodami mažiau vandens ir mažiau gryno vandens, galite stebėti neutrinus, kurie pasikartojo didesniu atstumu. Tai reiškia, Šie neutrinai, kuriuos galima pastebėti tokio tipo vandenyse, yra iš vyresnės supernovos.
Priemaiša, pridedama prie vandens, kad būtų galima vizualizuoti šiuos neutrinus, yra gadolinis. Tai cheminis elementas, priklausantis retųjų žemių grupei, kuris turi įtakos įterpimui į vandenį. Šis efektas smarkiai padidina detektoriaus jautrumą, kad būtų galima vizualizuoti neutrino pralaidumą. Šioje observatorijoje dirbantys mokslininkai į labai gryną vandenį įmaišė 13 tonų junginio, susidariusio gadolinio. Taigi bendra šio elemento koncentracija bendrame tirpale yra 0.01%. Ši koncentracija reikalinga norint sustiprinti silpnesnių neutrinų signalą ir taip juos stebėti.
Reikšmė
Galite pagalvoti, kodėl mokslininkai deda visas pastangas, norėdami ištirti konkretų susidomėjimą. Ir tai yra tai, kad, nors mes tuo netikime, jie yra esminis įrankis, kuris gali suteikti mums daug informacijos apie supernovas. Supernova yra žiaurus sprogimas, įvykstantis tose žvaigždėse, kurios jau dabar neatlaiko slėgio dėl elektronų degeneracijos. Šios žinios yra gyvybiškai svarbios norint sužinoti daugiau apie visatos struktūrą.
Neutrinai juda dideliu greičiu labai arti šviesos greičio. Mes žinome, kad joks kūnas, turintis masę, negali judėti šviesos greičiu. Todėl tai rodo, kad neutrinai turi masę. Dėl to taip pat galima paaiškinti elementariųjų dalelių reakcijų seriją. Neutrinų, turinčių tinkamesnį, svarba yra didžiulė. Tai reiškia, kad masę turintys neutrinai netelpa į standartinį dalelių modelį, kuris aptariamas teorinėje fizikoje. Klasikinis kvantinės fizikos modelis yra labiau pasenęs ir reikia atlikti tam tikrus pakeitimus. Daugėja žinių.
Tai, kad neutrinai turi masę, paaiškina daugelį dalykų. Reikia atsižvelgti į tai, kad kvantinės fizikos modelis turi nuo 14 iki 20 savavališkų parametrų ir yra ne toks efektyvus dabartinio mokslo modelis. Kaip matote, neutrinai turi didelę reikšmę kvantinės fizikos ir visatos žinių pasaulyje.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie tai, kas yra neutrinai, jų ypatybės ir svarba mokslo ir astronomijos pasauliui.