Idag ska vi prata om de mest svårfångade partiklarna i naturen. Vi hänvisar till neutriner. Det här är partiklar som beskrivs för första gången på 30-talet på ett teoretiskt sätt av en forskare med fokus på kvantfysik som heter Wolfgang Pauli. De är mycket svåra att upptäcka partiklar eftersom de knappast interagerar med vanligt material.
Därför kommer vi att ägna den här artikeln för att berätta alla egenskaper, betydelse och nyfikenheter hos neutriner.
Huvudegenskaper
Det finns en förklaring till varför dessa partiklar är så svåra att upptäcka. Och de är partiklar som knappt interagerar med vanlig materia. Dessutom har de en mycket liten massa och en neutral elektrisk laddning, därav deras namn. De är partiklar som kan ställas inför kärnreaktioner och inte påverkas. De påverkas inte heller av andra krafter som elektromagnetiska. De enda sätten att interagera med neutriner är genom tyngdkraftsverkan och en liten svag kärninteraktion. Det råder ingen tvekan om att de är ganska nyfikna partiklar som fångade uppmärksamheten hos många forskare med fokus på kvantfysik.
För att upptäcka neutriner skulle det vara nödvändigt att tillverka ett blyark med en tjocklek på ett ljusår för att säkerställa att hälften av dessa neutrinoer som passerar genom det kunde kollidera för att kunna fånga dem. Forskare hävdar hur svårt det är att fånga en neutrino. För att förklara detta ser vi att i varje sekund den tiden passerar passerar flera miljoner av dessa partiklar genom vår planet och oss själva utan att faktiskt kollidera. Inte heller kolliderade de med något annat särskilt, även om vissa av dem gör det.
Fånga neutrinoerna
Neutrinoer kan illustreras genom att använda kvantmekanik. Enligt dessa principer skulle det vara nödvändigt att bygga ett blyark med måtten (9,46 × 1012 km för att kunna fånga hälften av neutrinerna som passerar genom den. Trots hur svårfångade neutriner är idag har vi flera observatorier som kan upptäcka dem. Ett av dessa observatorier är känt som den japanska Super-Kamiokande och är en riktig maskin. Observatoriet ligger i Hida, den största ön i Japans skärgård.
Super-Kamiokande har byggts inuti en gruva en kilometer djup. Observatoriet har dimensioner på 40 meter höga och 40 meter breda. Den här volymen liknar den för en byggnad med 15 våningar. Du måste bara se storleken på observatoriet som behövs för att göra det i lin för att förstå svårigheten att upptäcka dem.
Inuti observatoriet hittar vi varken mer eller mindre än 50.000 11.000 ton vatten med extrem fattigdom som omges av XNUMX XNUMX fotomultiplikatorrör. Dessa fotomultiplikatorer är ett slags sensorer som gör att vi kan se neutrino när de passerar genom vår planet. Det är inte så att du kan se dessa neutrinoer direkt, men du kan se Cherenkov-strålningen som de genererar när de passerar genom vattnet. Vatten är en ledande substans och en vätska som anses vara det universella lösningsmedlet. Tack vare egenskaperna hos vatten kan vi se den strålning som neutriner avger när de passerar genom den.
Neutrino nyfikenheter
Det mest nyfikna med all denna nyhet är att forskare arbetar inom detta observatorium och har gjort flera upptäckter. En av dessa upptäckter är att genom att använda mindre vatten och mindre rent vatten kan du observera neutriner som har återkommit på ett större avstånd. Det vill säga, Dessa neutriner som kan observeras i denna typ av vatten kommer från en äldre supernova.
Den förorening som läggs till vattnet för att kunna visualisera dessa neutriner är gadolinium. Det är ett kemiskt grundämne som tillhör gruppen sällsynta jordarter som påverkar att de införlivas i vatten. Denna effekt ökar detektorns känslighet drastiskt för att kunna visualisera neutrinos passage. Forskare som arbetar vid detta observatorium tillsatte 13 ton av en förening bildad av gadolinium till vatten med hög renhet. Detta gör att den totala koncentrationen av detta element i den allmänna lösningen blir 0.01%. Denna koncentration är nödvändig för att kunna förstärka signalen från de svagare neutrinerna och därmed kunna observera dem.
betydelse
Du kan tänka att varför gör forskare allt detta för att studera mer speciellt intresse. Och det är, även om vi inte tror på det, är de ett viktigt verktyg som kan ge oss en stor mängd information om supernovor. Supernovan är de våldsamma explosionerna som uppstår i de stjärnor som redan inte kan motstå trycket på grund av degenerering av elektroner. Denna kunskap är viktig för att veta mer om universums struktur.
Neutrinos rör sig med en hög hastighet mycket nära ljusets hastighet. Vi vet att ingen kropp som har massa kan röra sig med ljusets hastighet. Därför indikerar detta att neutriner har massa. Tack vare detta kan också en serie elementära partikelreaktioner förklaras. Vikten av att neutrinerna har mer passande är enorm. Detta innebär att neutriner som har massa inte passar in i standardmodellen för partiklar som diskuteras i teoretisk fysik. Den klassiska kvantfysikmodellen är mer föråldrad och vissa förändringar måste göras, kunskapsportarna ökar.
Det faktum att neutriner har massa förklarar många saker. Tänk på att kvantfysikmodellen har mellan 14 och 20 godtyckliga parametrar och är en inte så effektiv modell för aktuell vetenskap. Som du kan se har neutriner en stor relevans i kvantfysikens värld och kunskapen om universum.
Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om vad neutriner är, deras egenskaper och betydelse för vetenskapens och astronomins värld.