Šodien mēs runāsim par visnenotveramākajām daļiņām dabā. Mēs atsaucamies uz neitrīno. Tās ir daļiņas, kuras teorētiski pirmo reizi 30. gados aprakstīja zinātnieks, kas koncentrējās uz kvantu fiziku, vārdā Wolfgang Pauli. Viņus ir ļoti grūti noteikt daļiņas, jo tie gandrīz mijiedarbojas ar parasto vielu.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visas neitrīno īpašības, nozīmi un kuriozus.
galvenās iezīmes
Ir izskaidrojums, kāpēc šīs daļiņas ir tik grūti atklāt. Un tas ir tas, ka tās ir daļiņas, kas gandrīz neietekmē mijiedarbību ar parasto matēriju. Turklāt tiem ir ļoti maza masa un neitrāls elektriskais lādiņš, tāpēc arī viņu vārds. Tās ir daļiņas, kas var saskarties ar kodolreakcijām un tos nevar ietekmēt. Tos neietekmē arī citi spēki, piemēram, elektromagnētiskie. Vienīgie veidi, kā mijiedarboties ar neitrīno, ir gravitācijas darbība un neliela vāja kodola mijiedarbība. Nav šaubu, ka tās ir diezgan ziņkārīgas daļiņas, kas piesaistīja daudzu zinātnieku uzmanību, kas koncentrējās uz kvantu fiziku.
Lai atklātu neitrīno, būtu jāizgatavo svina loksne, kuras biezums ir viens gaismas gads, lai nodrošinātu, ka puse no šiem neitrīno, kas iet caur to, varētu sadurties, lai varētu tos notvert. Zinātnieki apgalvo, cik grūti ir notvert neitrīno. Lai to izskaidrotu, mēs redzam, ka katrā sekundē šajā laikā vairāki miljoni šo daļiņu iet cauri mūsu planētai un mums pašiem, faktiski nesaduroties. Viņi arī nesaskrēja ar kādu citu īpašu, kaut arī daži no viņiem to dara.
Uztveriet neitrīnus
Neitrīnus var ilustrēt, izmantojot kvantu mehāniku. Saskaņā ar šiem principiem būtu jāveido svina loksne ar izmēriem (9,46 × 1012 km, lai spētu notvert pusi neitrīno, kas iet caur to. Neskatoties uz to, cik neitrīno mūsdienās ir nenotverami, mums ir vairākas observatorijas, kas spēj tās atklāt. Viena no šīm observatorijām ir pazīstama kā japāņu Super-Kamiokande un ir īsta mašīna. Observatorija atrodas Hidā, kas ir lielākā sala Japānas arhipelāgā.
Super-Kamiokande ir uzbūvēta raktuvēs, kas atrodas viena kilometra dziļumā. Šīs observatorijas izmēri ir 40 metri augsti un 40 metrus plati. Šis apjoms ir līdzīgs 15 stāvu ēkas apjomam. Jums vienkārši jāredz observatorijas lielums, kas nepieciešams, lai to izdarītu veļā, lai saprastu, cik grūti tās atklāt.
Observatorijas iekšpusē mēs neatrodam neko vairāk un mazāk kā 50.000 11.000 tonnu ūdens ar ārkārtēju nabadzību, ko ieskauj XNUMX XNUMX fotorezistoru caurules. Šie foto reizinātāji ir sava veida sensori, kas ļauj mums redzēt neitrīno, kad tie šķērso mūsu planētu. Nav tā, ka jūs varētu redzēt šos neitrīnus tieši, bet jūs varat novērot Čerenkova starojumu, ko tie rada, ejot cauri ūdenim. Ūdens ir vadoša viela un šķidrums, kas tiek uzskatīts par universālu šķīdinātāju. Pateicoties ūdens īpašībām, mēs varam redzēt starojumu, ko neitrīno dod caur to.
Neitrīno kuriozi
Visinteresantākais par visu šo jaunumu ir tas, ka zinātnieki strādā šajā observatorijā un ir veikuši vairākus atklājumus. Viens no šiem atklājumiem ir tāds, ka, lietojot mazāk ūdens un mazāk tīra ūdens, jūs varat novērot neitrīno, kas atkārtojušies lielākā attālumā. Proti, Šie neitrīno, kurus var novērot šāda veida ūdeņos, nāk no vecākas supernovas.
Piemaisījums, ko pievieno ūdenim, lai varētu vizualizēt šos neitrīnus, ir gadolīnijs. Tas ir ķīmiskais elements, kas pieder retzemju grupai, un tas tiek iekļauts ūdenī. Šis efekts krasi palielina detektora jutīgumu, lai varētu vizualizēt neitrīno ceļu. Šajā observatorijā strādājošie pētnieki augstas tīrības pakāpes ūdenim pievienoja 13 tonnas savienojuma, ko veidoja gadolīnijs. Tādējādi šī elementa kopējā koncentrācija vispārējā šķīdumā ir 0.01%. Šī koncentrācija ir nepieciešama, lai varētu pastiprināt vājāko neitrīno signālu un tādējādi spētu tos novērot.
Nozīme
Jūs varat domāt, kāpēc zinātnieki pieliek visas pūles, lai izpētītu konkrētāku interesi. Un tas ir tas, ka, kaut arī mēs tam neticam, tie ir būtisks rīks, kas mums var sniegt lielu daudzumu informācijas par supernovām. Supernova ir vardarbīgi sprādzieni, kas notiek tajās zvaigznēs, kuras elektronu deģenerācijas dēļ jau nespēj izturēt spiedienu. Šīs zināšanas ir būtiskas, lai uzzinātu vairāk par Visuma uzbūvi.
Neitrīno pārvietojas lielā ātrumā, ļoti tuvu gaismas ātrumam. Mēs zinām, ka neviens ķermenis, kuram ir masa, nevar pārvietoties ar gaismas ātrumu. Tāpēc tas norāda, ka neitrīno ir masas. Pateicoties tam, var izskaidrot arī virkni elementāru daļiņu reakciju. Neitrīno daudz nozīmīgāk ir tas, ka tiem ir piemērotāki. Tas nozīmē, ka neitrīno, kam ir masa, neiederas daļiņu standarta modelī, kas tiek apspriests teorētiskajā fizikā. Klasiskais kvantu fizikas modelis ir novecojis, un ir jāveic noteiktas izmaiņas. Zināšanu ostas palielinās.
Tas, ka neitrīno masai ir masa, izskaidro daudzas lietas. Paturiet prātā, ka kvantu fizikas modelim ir no 14 līdz 20 patvaļīgi parametri un tas nav tik efektīvs mūsdienu zinātnes modelis. Kā redzat, neitrīno ir ļoti nozīmīgi kvantu fizikas pasaulē un Visuma zināšanās.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par to, kas ir neitrīno, to īpašības un nozīme zinātnes un astronomijas pasaulē.