Сегодня мы поговорим о самых неуловимых частицах в природе. Мы имеем в виду нейтрино. Это частицы, которые теоретически были впервые описаны в 30-х годах ученым по имени Вольфганг Паули, занимавшимся квантовой физикой. Их очень трудно обнаружить частицы, поскольку они практически не взаимодействуют с обычным веществом.
Поэтому мы собираемся посвятить эту статью, чтобы рассказать вам обо всех характеристиках, важности и любопытстве нейтрино.
Características principales
Есть объяснение, почему эти частицы так трудно обнаружить. И дело в том, что это частицы, которые практически не взаимодействуют с обычным веществом. Кроме того, они имеют очень маленькую массу и нейтральный электрический заряд, отсюда и их название. Это частицы, которые могут столкнуться с ядерными реакциями и не подвергаться влиянию. На них также не действуют другие силы, например электромагнитные. Единственные способы взаимодействия с нейтрино - это гравитация и небольшое слабое ядерное взаимодействие. Несомненно, это довольно любопытные частицы, привлекшие внимание многих ученых, занимающихся квантовой физикой.
Чтобы обнаружить нейтрино, необходимо будет изготовить свинцовый лист толщиной в один световой год, чтобы половина этих нейтрино, которые проходят через него, могли столкнуться и уловить их. Ученые утверждают, насколько сложно захватить нейтрино. Чтобы объяснить это, мы видим, что каждую секунду этого времени несколько миллионов этих частиц проходят через нашу планету и нас самих, фактически не сталкиваясь. Они также не столкнулись ни с чем другим, хотя некоторые из них встречаются.
Захват нейтрино
Нейтрино можно проиллюстрировать, прибегнув к квантовой механике. В соответствии с этими принципами необходимо будет построить свинцовый лист размером (9,46 × 1012 км, чтобы улавливать половину нейтрино, проходящих через него. Несмотря на то, насколько неуловимы нейтрино сегодня, у нас есть несколько обсерваторий, способных их обнаруживать. Одна из этих обсерваторий известна как Японская Супер-Камиоканде и представляет собой настоящую машину. Обсерватория расположена на Хиде, самом большом острове архипелага Японии.
Супер-Камиоканде был построен внутри шахты глубиной один километр. Эта обсерватория имеет размеры 40 метров в высоту и 40 метров в ширину. Этот объем похож на объем 15-этажного дома. Вам просто нужно увидеть размер обсерватории, которая необходима, чтобы сделать это в льняной ткани, чтобы понять сложность их обнаружения.
Внутри обсерватории мы не находим ничего больше и не меньше, чем 50.000 11.000 тонн воды в условиях крайней нищеты, окруженных XNUMX XNUMX фотоумножителей. Эти фотоумножители представляют собой своего рода сенсоры, которые позволяют нам видеть нейтрино, когда они проходят через нашу планету. Дело не в том, что вы можете видеть эти нейтрино напрямую, но вы можете наблюдать черенковское излучение, которое они генерируют при прохождении через воду. Вода - проводящее вещество, а жидкость считается универсальным растворителем. Благодаря свойствам воды мы можем видеть излучение, которое испускают нейтрино, когда проходят через нее.
Диковинки нейтрино
Самое любопытное во всей этой новинке то, что в этой обсерватории работают ученые и сделали несколько открытий. Одно из этих открытий заключается в том, что, используя меньше воды и меньше чистой воды, вы можете наблюдать нейтрино, которые повторяются на большем расстоянии. То есть, Эти нейтрино, которые можно наблюдать в этом типе воды, исходят от более старой сверхновой.
Примесь, которую добавляют в воду для визуализации этих нейтрино, - это гадолиний. Это химический элемент, принадлежащий к группе редкоземельных элементов, который встраивается в воду. Этот эффект резко увеличивает чувствительность детектора, позволяя визуализировать прохождение нейтрино. Исследователи, работающие в этой обсерватории, добавили 13 тонн соединения, образованного гадолинием, в воду высокой чистоты. Таким образом, общая концентрация этого элемента в общем растворе составляет 0.01%. Эта концентрация необходима, чтобы иметь возможность усиливать сигнал более слабых нейтрино и, таким образом, иметь возможность их наблюдать.
важность
Вы можете подумать, почему ученые прилагают все эти усилия для изучения большего интереса. И хотя мы в это не верим, они являются важным инструментом, который может предоставить нам большой объем информации о сверхновых. Сверхновая - это сильнейшие взрывы, которые происходят в тех звездах, которые уже не могут выдерживать давление из-за вырождения электронов. Эти знания жизненно необходимы, чтобы узнать больше о структуре Вселенной.
Нейтрино движутся с огромной скоростью, очень близкой к скорости света. Мы знаем, что никакое тело, обладающее массой, не может двигаться со скоростью света. Следовательно, это указывает на то, что нейтрино имеют массу. Благодаря этому также можно объяснить ряд реакций элементарных частиц. Важность того, чтобы нейтрино были более подходящими, огромна. Это означает, что нейтрино, обладающие массой, не вписываются в стандартную модель частиц, обсуждаемую в теоретической физике. Классическая модель квантовой физики более устарела, и в нее необходимо внести определенные изменения. Объемы знаний увеличиваются.
Тот факт, что нейтрино имеют массу, многое объясняет. Имейте в виду, что модель квантовой физики имеет от 14 до 20 произвольных параметров и является не очень эффективной моделью для современной науки. Как видите, нейтрино имеют большое значение в мире квантовой физики и познания Вселенной.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о том, что такое нейтрино, их характеристиках и важности для мира науки и астрономии.