Данас ћемо разговарати о најнеухватљивијим честицама у природи. Мислимо на неутрини. То су честице које је први пут теоретски описао 30-их научник усредсређен на квантну физику по имену Волфганг Паули. Честице је врло тешко открити јер тешко ступају у интеракцију са обичном материјом.
Стога ћемо овај чланак посветити како бисмо вам испричали све карактеристике, значај и занимљивости неутрина.
Главне карактеристике
Постоји објашњење зашто је ове честице тако тешко открити. А то је да су то честице које једва да ступају у интеракцију са обичном материјом. Даље, они имају врло малу масу и неутралан електрични набој, па отуда и њихово име. Они су честице које могу се суочити са нуклеарним реакцијама и на њих се не може утицати. На њих такође не делују друге силе попут електромагнетних. Једини начини интеракције са неутринима су деловањем гравитације и мала слаба нуклеарна интеракција. Нема сумње да су то прилично знатижељне честице које су привукле пажњу многих научника усмерених на квантну физику.
Да би се открили неутрини, било би потребно произвести оловни лим дебљине једне светлосне године како би се осигурало да се половина ових неутрина који прођу кроз њега могу сударити како би могли да их ухвате. Научници тврде како је тешко ухватити неутрино. Да бисмо ово објаснили, видимо да сваке секунде то време пролази неколико милиона ових честица кроз нашу планету и нас саме, а да се заправо нису сударили. Такође се нису сударили ни са једним другим, мада неки од њих јесу.
Ухвати неутрине
Неутрини се могу илустровати прибегавањем квантној механици. Према овим принципима било би потребно направити оловни лим димензија (9,46 × 1012 км да би могли да ухвате половину неутрина који пролазе кроз њега. Упркос томе колико су неутрини данас неухватљиви, имамо неколико опсерваторија које су способне да их открију. Једна од ових опсерваторија позната је као јапанска Супер-Камиоканде и права је машина. Опсерваторија се налази у Хиди, највећем острву јапанског архипелага.
Супер-Камиоканде је изграђен у руднику дубоком један километар. Ова опсерваторија има димензије 40 метара висине и 40 метара ширине. Овај волумен је сличан оном у згради од 15 спратова. Само треба да видите величину опсерваторије која је потребна да се то уради у платну да бисте разумели потешкоће њиховог откривања.
Унутар опсерваторије не налазимо ништа више и мање од 50.000 тона воде са крајњим сиромаштвом које су окружене са 11.000 фотомултипликатора. Ови фотомултипликатори су врста сензора који нам омогућавају да видимо неутрине док пролазе кроз нашу планету. Није да можете видети ове неутрине директно, али можете посматрати Черенковљево зрачење које они генеришу приликом проласка кроз воду. Вода је проводљива супстанца и течност која се сматра универзалним растварачем. Захваљујући својствима воде, можемо видети зрачење које неутрини одају пролазећи кроз њу.
Неутрино занимљивости
Најинтересантнија ствар у вези са свим овим новостима је та што научници раде унутар ове опсерваторије и дошли су до неколико открића. Једно од ових открића је да ако користите мање воде и мање чисте воде, можете да посматрате неутрине који су се поновили на већој удаљености. Односно, Ови неутрини који се могу посматрати у овој врсти воде потичу од старије супернове.
Нечистоћа која се додаје води да би се могли визуализовати ови неутрини је гадолинијум. То је хемијски елемент који припада групи ретких земаља који има за последицу уграђивање у воду. Овај ефекат драстично повећава осетљивост детектора како би могао да визуализује пролазак неутрина. Истраживачи који раде у овој опсерваторији додали су 13 тона једињења формираног од гадолинијума у воду високе чистоће. То чини укупну концентрацију овог елемента у општем раствору 0.01%. Ова концентрација је неопходна да би се појачао сигнал слабијих неутрина и тако могао да их посматра.
Значај
Можете помислити зашто научници чине све ове напоре да би изучавали посебно интересовање. И то је да, иако ми у то не верујемо, они су основно средство које нам може пружити велику количину информација о суперновима. Супернова су насилне експлозије које се дешавају у оним звездама које већ нису у стању да издрже притисак услед дегенерације електрона. Ово знање је витално да бисмо знали више о структури универзума.
Неутрини се крећу великом брзином врло близу брзине светлости. Знамо да се ниједно тело које има масу не може кретати брзином светлости. Према томе, ово указује на то да неутрини имају масу. Захваљујући томе, може се објаснити и низ елементарних реакција честица. Важност неутрина који имају више одговара је огромна. То значи да се неутрини који имају масу не уклапају у стандардни модел честица о којима се говори у теоријској физици. Класични модел квантне физике је застарелији и потребно је увести одређене промене.
Чињеница да неутрини имају масу објашњава многе ствари. Имајте на уму да модел квантне физике има између 14 и 20 произвољних параметара и није толико ефикасан модел за тренутну науку. Као што видите, неутрини имају велику важност у свету квантне физике и знања о универзуму.
Надам се да ћете са овим информацијама сазнати више о томе шта су неутрини, њиховим карактеристикама и значају за свет науке и астрономије.