Vandaag gaan we praten over de meest ongrijpbare deeltjes in de natuur. We hebben het over neutrino's. Dit zijn deeltjes die in de jaren dertig voor het eerst in theorie werden beschreven door een wetenschapper die zich richtte op de kwantumfysica, genaamd Wolfgang Pauli. Ze zijn erg moeilijk om deeltjes te detecteren, omdat ze nauwelijks interactie hebben met gewone materie.
Daarom gaan we dit artikel wijden om u alle kenmerken, het belang en de curiositeiten van neutrino's te vertellen.
hoofdkenmerken
Er is een verklaring waarom deze deeltjes zo moeilijk te detecteren zijn. En het is dat het deeltjes zijn die nauwelijks interactie hebben met gewone materie. Bovendien hebben ze een zeer kleine massa en een neutrale elektrische lading, vandaar hun naam. Het zijn deeltjes die kunnen worden geconfronteerd met kernreacties en niet worden beïnvloed. Ze worden ook niet beïnvloed door andere krachten, zoals elektromagnetische straling. De enige manieren om met neutrino's om te gaan, zijn door de werking van de zwaartekracht en een kleine zwakke nucleaire interactie. Het lijdt geen twijfel dat het nogal merkwaardige deeltjes zijn die de aandacht trokken van veel wetenschappers die zich richten op kwantumfysica.
Om neutrino's op te sporen, zou het nodig zijn om een bladlood te maken met een dikte van een lichtjaar om ervoor te zorgen dat de helft van deze neutrino's die erdoorheen gaan, zou kunnen botsen om ze te vangen. Wetenschappers beweren hoe moeilijk het is om een neutrino te vangen. Om dit uit te leggen, zien we dat in elke seconde die verstrijkt, miljoenen van deze deeltjes onze planeet en onszelf passeren zonder daadwerkelijk te botsen. Ze kwamen ook niet in botsing met een ander, hoewel sommigen dat wel doen.
Vang de neutrino's
Neutrino's kunnen worden geïllustreerd door hun toevlucht te nemen tot de kwantummechanica. Volgens deze principes zou het nodig zijn om een bladlood te bouwen met afmetingen van (9,46 × 1012 km om de helft van de neutrino's die er doorheen gaan te kunnen vangen. Ondanks hoe ongrijpbaar neutrino's tegenwoordig zijn, hebben we verschillende observatoria die ze kunnen detecteren. Een van deze observatoria staat bekend als de Japanse Super-Kamiokande en is een echte machine. Het observatorium bevindt zich in Hida, het grootste eiland in de archipel van Japan.
Super-Kamiokande is gebouwd in een mijn van een kilometer diep. Dit observatorium heeft afmetingen van 40 meter hoog en 40 meter breed. Dit volume is vergelijkbaar met dat van een gebouw van 15 verdiepingen. Je hoeft alleen maar de grootte te zien van het observatorium dat nodig is om het in vlas te maken om te begrijpen hoe moeilijk het is om ze te detecteren.
Binnen in het observatorium vinden we niets meer en niets minder dan 50.000 ton water met extreme armoede, omringd door 11.000 fotovermenigvuldigingsbuizen. Deze fotomultiplicatoren zijn een soort sensoren waarmee we neutrino's kunnen zien terwijl ze door onze planeet gaan. Het is niet dat je deze neutrino's direct kunt zien, maar je kunt de Cherenkov-straling waarnemen die ze genereren wanneer ze door het water gaan. Water is een geleidende stof en een vloeistof die als het universele oplosmiddel wordt beschouwd. Dankzij de eigenschappen van water kunnen we de straling zien die neutrino's afgeven als ze erdoorheen gaan.
Neutrino-curiositeiten
Het meest merkwaardige van al deze nieuwigheid is dat wetenschappers binnen dit observatorium werken en verschillende ontdekkingen hebben gedaan. Een van deze ontdekkingen is dat je door minder water en minder zuiver water te gebruiken neutrino's kunt observeren die op grotere afstand zijn teruggekeerd. Het is te zeggen, Deze neutrino's die in dit type water kunnen worden waargenomen, zijn afkomstig van een oudere supernova.
De onzuiverheid die aan het water wordt toegevoegd om deze neutrino's te kunnen visualiseren, is gadolinium. Het is een chemisch element behorend tot de groep van zeldzame aarden dat van invloed is op opname in water. Dit effect verhoogt de gevoeligheid van de detector drastisch om de passage van neutrino's te kunnen visualiseren. Onderzoekers die bij dit observatorium werkten, voegden 13 ton van een verbinding gevormd door gadolinium toe aan zeer zuiver water. Hierdoor is de totale concentratie van dit element in de algemene oplossing 0.01%. Deze concentratie is nodig om het signaal van de zwakkere neutrino's te kunnen versterken en dus te kunnen waarnemen.
belang
Je zou kunnen denken waarom wetenschappers al deze moeite doen om meer specifieke interesse te bestuderen. En het is dat, hoewel we het niet geloven, ze een essentieel hulpmiddel zijn dat ons een grote hoeveelheid informatie over supernovae kan verschaffen. De supernova zijn de gewelddadige explosies die plaatsvinden in die sterren die al niet bestand zijn tegen de druk als gevolg van de degeneratie van elektronen. Deze kennis is essentieel om meer te weten over de structuur van het universum.
Neutrino's bewegen met een hoge snelheid die zeer dicht bij de lichtsnelheid ligt. We weten dat geen enkel lichaam met massa kan bewegen met de snelheid van het licht. Daarom geeft dit aan dat neutrino's massa hebben. Hierdoor kunnen ook een reeks elementaire deeltjesreacties worden verklaard. Het belang van meer geschikte neutrino's is enorm. Dit betekent dat neutrino's met massa niet passen in het standaardmodel van deeltjes dat in de theoretische fysica wordt besproken. Het klassieke kwantumfysica-model is meer verouderd en er zijn bepaalde veranderingen nodig.
Het feit dat neutrino's massa hebben, verklaart veel dingen. Houd er rekening mee dat het kwantumfysica-model tussen 14 en 20 willekeurige parameters heeft en een niet zo effectief model is voor de huidige wetenschap. Zoals je kunt zien, hebben neutrino's een grote relevantie in de wereld van de kwantumfysica en de kennis van het universum.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over wat neutrino's zijn, hun kenmerken en belang voor de wereld van wetenschap en astronomie.