I dag skal vi snakke om de mest unnvikende partiklene i naturen. Vi viser til nøytrinoer. Dette er partikler som ble beskrevet for første gang på 30-tallet på en teoretisk måte av en forsker med fokus på kvantefysikk kalt Wolfgang Pauli. De er veldig vanskelige å oppdage partikler, siden de knapt interagerer med vanlig materie.
Derfor kommer vi til å vie denne artikkelen for å fortelle deg alle egenskapene, viktigheten og nysgjerrigheten til nøytrinoer.
Hovedkarakteristikker
Det er en forklaring på hvorfor disse partiklene er så vanskelige å oppdage. Og de er partikler som knapt samhandler med vanlig materie. Videre har de en veldig liten masse og en nøytral elektrisk ladning, derav navnet deres. De er partikler som kan bli møtt med kjernefysiske reaksjoner og ikke bli påvirket. De påvirkes heller ikke av andre krefter som elektromagnetisk. De eneste måtene å samhandle med nøytrinoer er gjennom tyngdekraften og en liten svak kjernefysisk interaksjon. Det er ingen tvil om at de er ganske nysgjerrige partikler som fanget oppmerksomheten til mange forskere som fokuserte på kvantefysikk.
For å oppdage nøytrinoer ville det være nødvendig å produsere et blyark med tykkelse på ett lysår for å sikre at halvparten av disse nøytrinoene som passerer gjennom det kunne kollidere for å kunne fange dem. Forskere hevder hvor vanskelig det er å fange en nøytrino. For å forklare dette ser vi at i hvert sekund som tiden går, passerer flere millioner av disse partiklene gjennom planeten vår og oss selv uten å kollidere. De kolliderte heller ikke med noe annet, selv om noen av dem gjør det.
Fang nøytrinoene
Neutrinoer kan illustreres ved å ty til kvantemekanikk. I henhold til disse prinsippene ville det være nødvendig å bygge et blyark med dimensjoner på (9,46 × 1012 km for å kunne fange halvparten av nøytrinoene som passerer gjennom den. Til tross for hvor unnvikende nøytrinoer er i dag, har vi flere observatorier som er i stand til å oppdage dem. Et av disse observatoriene er kjent som den japanske Super-Kamiokande og er en ekte maskin. Observatoriet ligger i Hida, den største øya i skjærgården i Japan.
Super-Kamiokande er bygd inne i en gruve en kilometer dyp. Dette observatoriet har dimensjoner på 40 meter høye og 40 meter brede. Dette volumet ligner på en bygning på 15 etasjer. Du må bare se størrelsen på observatoriet som er nødvendig for å gjøre det i lin for å forstå vanskeligheten med å oppdage dem.
Inne i observatoriet finner vi ingenting mer og intet mindre enn 50.000 11.000 tonn vann med ekstrem fattigdom som er omgitt av XNUMX XNUMX fotomultiplikatorrør. Disse fotomultiplikatorene er en slags sensorer som lar oss se nøytrinoer når de passerer gjennom planeten vår. Det er ikke slik at du kan se disse nøytrinoene direkte, men du kan se Cherenkov-strålingen som de genererer når de passerer gjennom vannet. Vann er et ledende stoff og en væske som anses å være det universelle løsningsmidlet. Takket være vannets egenskaper kan vi se strålingen som nøytrinoer avgir når de passerer gjennom den.
Neutrino kuriositeter
Det mest nysgjerrige på all denne nyheten er at forskere jobber inne i dette observatoriet og har gjort flere funn. En av disse oppdagelsene er at ved å bruke mindre vann og mindre rent vann, kan du observere nøytrinoer som har kommet tilbake i større avstand. Det er å si, Disse nøytrinoene som kan observeres i denne typen vann kommer fra en eldre supernova.
Urenheten som tilsettes vannet for å kunne visualisere disse nøytrinoene er gadolinium. Det er et kjemisk element som tilhører gruppen sjeldne jordarter som har innvirkning på å bli innlemmet i vann. Denne effekten øker følsomheten til detektoren drastisk for å kunne visualisere passering av nøytrinoer. Forskere som jobbet ved dette observatoriet, la til 13 tonn av en forbindelse dannet av gadolinium til vann med høy renhet. Dette gjør at den totale konsentrasjonen av dette elementet i den generelle løsningen blir 0.01%. Denne konsentrasjonen er nødvendig for å kunne forsterke signalet fra de svakeste nøytrinoene og dermed være i stand til å observere dem.
betydning
Du kan tro at hvorfor gjør forskere alt dette for å studere mer spesiell interesse. Og det er at selv om vi ikke tror det, er de et viktig verktøy som kan gi oss en stor mengde informasjon om supernovaer. Supernovaen er de voldsomme eksplosjonene som oppstår i de stjernene som allerede ikke tåler trykket på grunn av degenerering av elektroner. Denne kunnskapen er viktig for å vite mer om universets struktur.
Neutrinoer beveger seg i stor hastighet veldig nær lysets hastighet. Vi vet at ingen kropp som har masse kan bevege seg med lysets hastighet. Derfor indikerer dette at nøytrinoer har masse. Takket være dette kan en rekke elementære partikkelreaksjoner også forklares. Viktigheten av at nøytrinoene har mer passende er enorm. Dette betyr at nøytrinoer som har masse ikke passer inn i standardmodellen for partikler som er diskutert i teoretisk fysikk. Den klassiske kvantefysikkmodellen er mer utdatert, og visse endringer må gjøres. Kunnskapsportene øker.
At nøytrinoer har masse forklarer mange ting. Husk at kvantefysikkmodellen har mellom 14 og 20 vilkårlige parametere og er en ikke så effektiv modell for dagens vitenskap. Som du kan se, har nøytriner en stor relevans i kvantefysikkens verden og kunnskapen om universet.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om nøytrinoer, deres egenskaper og betydning for vitenskap og astronomi.