Danes bomo govorili o najbolj nedosegljivih delcih v naravi. Sklicujemo se na nevtrini. To so delci, ki jih je v tridesetih letih prvič teoretično opisal znanstvenik, ki se je osredotočil na kvantno fiziko, imenovan Wolfgang Pauli. Delce je zelo težko zaznati, saj skoraj ne vplivajo na navadno snov.
Zato bomo temu članku posvetili vse značilnosti, pomembnost in zanimivosti nevtrinov.
Glavne značilnosti
Obstaja razlaga, zakaj je te delce tako težko zaznati. In to je, da so delci, ki skorajda ne vplivajo na navadno snov. Poleg tega imajo zelo majhno maso in nevtralni električni naboj, od tod tudi njihovo ime. So delci, ki se lahko soočijo z jedrskimi reakcijami in nanj ne vplivajo. Na njih ne vplivajo tudi druge sile, kot je elektromagnetna. Edini način interakcije z nevtrini je delovanje gravitacije in majhna šibka jedrska interakcija. Ni dvoma, da gre za precej radovedne delce, ki so pritegnili pozornost številnih znanstvenikov, osredotočenih na kvantno fiziko.
Za odkrivanje nevtrinov bi bilo treba izdelati svinčeno ploščo debeline enega svetlobnega leta, da bi zagotovili, da bi polovica teh nevtrinov, ki prehajajo skozenj, lahko trčila, da bi jih lahko ujela. Znanstveniki trdijo, kako težko je ujeti nevtrino. Da bi to razložili, vidimo, da vsako sekundo preide nekaj milijonov teh delcev skozi naš planet in nas same, ne da bi dejansko trčili. Prav tako niso trčili z nobenim drugim, čeprav nekateri med njimi.
Ujemite nevtrine
Nevtrine lahko ponazorimo s pomočjo kvantne mehanike. V skladu s temi načeli bi bilo treba zgraditi svinčeni list z dimenzijami (9,46 × 1012 km, da lahko zajame polovico nevtrinov, ki prehajajo skozenj. Kljub temu, kako neučinkoviti so danes nevtrini, imamo več opazovalnic, ki jih lahko zaznajo. Ena od teh opazovalnic je znana kot japonska Super-Kamiokande in je pravi stroj. Observatorij se nahaja v Hidi, največjem otoku japonskega arhipelaga.
Super-Kamiokande je bil zgrajen znotraj rudnika globoko en kilometer. Ta observatorij ima dimenzije 40 metrov visoko in 40 metrov široko. Ta obseg je podoben obsegu 15-nadstropne stavbe. Videti morate le velikost observatorija, ki je potrebna, da to storite v perilu, da boste razumeli težave pri njihovem odkrivanju.
Znotraj observatorija najdemo nič več in nič manj kot 50.000 ton vode s skrajno revščino, ki je obkrožena z 11.000 fotomultiplikatorji. Ti fotomultiplikatorji so neke vrste senzorji, ki nam omogočajo, da vidimo nevtrine, ko prehajajo skozi naš planet. Ni, da lahko te nevtrine vidite neposredno, lahko pa opazite sevanje Čerenkova, ki ga ustvarjajo pri prehodu skozi vodo. Voda je prevodna snov in tekočina, ki velja za univerzalno topilo. Zahvaljujoč lastnostim vode lahko vidimo sevanje, ki ga oddajajo nevtrini, ko prehajajo skozenj.
Nevtrinske zanimivosti
Najbolj nenavadno pri vsej tej novosti je, da znanstveniki delajo v tej observatoriji in so že večkrat odkrili. Eno od teh odkritij je, da lahko z manj vode in manj čiste vode opazujete nevtrine, ki so se ponovili na večji razdalji. Se pravi, Ti nevtrini, ki jih lahko opazimo v tej vrsti vode, prihajajo iz starejše supernove.
Nečistoča, ki se doda vodi, da lahko te nevtrine vizualizira, je gadolinij. Je kemični element, ki spada v skupino redkih zemelj in ima učinek, da se vgradi v vodo. Ta učinek drastično poveča občutljivost detektorja, da lahko vizualizira prehod nevtrinov. Raziskovalci, ki delajo v tem observatoriju, so v vodo visoke čistosti dodali 13 ton spojine, ki jo tvori gadolinij. Tako je skupna koncentracija tega elementa v splošni raztopini 0.01%. Ta koncentracija je potrebna, da bi lahko ojačali signal šibkejših nevtrinov in jih tako lahko opazovali.
Pomen
Lahko si mislite, zakaj si znanstveniki vse to prizadevajo za preučevanje bolj zanimivega zanimanja. In res je, da čeprav jim ne verjamemo, so bistveno orodje, ki nam lahko zagotovi veliko informacij o supernovah. Supernova so silovite eksplozije, ki se zgodijo v tistih zvezdah, ki že niso sposobne prenesti tlaka zaradi degeneracije elektronov. To znanje je ključnega pomena, če želite vedeti več o strukturi vesolja.
Nevtrini se gibljejo z veliko hitrostjo, zelo blizu svetlobni hitrosti. Vemo, da se nobeno telo, ki ima maso, ne more premikati s svetlobno hitrostjo. To pomeni, da imajo nevtrini maso. Zahvaljujoč temu je mogoče razložiti tudi vrsto reakcij osnovnih delcev. Pomen nevtrinov, ki so primernejši, je izjemen. To pomeni, da nevtrini z maso ne sodijo v standardni model delcev, ki ga obravnavamo v teoretični fiziki. Klasični model kvantne fizike je bolj zastarel in treba je narediti določene spremembe.
Dejstvo, da imajo nevtrini maso, pojasnjuje marsikaj. Upoštevajte, da ima model kvantne fizike med 14 in 20 poljubnih parametrov in ni tako učinkovit model za trenutno znanost. Kot lahko vidite, imajo nevtrini velik pomen v svetu kvantne fizike in znanja o vesolju.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj so nevtrini, njihove značilnosti in pomen za svet znanosti in astronomije.