Сьогодні ми поговоримо про найбільш невловимі частинки в природі. Ми маємо на увазі нейтрино. Це частинки, які вперше були описані в 30-х роках вченим, зосередженим на квантовій фізиці, на ім’я Вольфганг Паулі. Їх дуже важко виявити частинки, оскільки вони майже не взаємодіють із звичайною речовиною.
Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам про всі характеристики, важливість та цікавість нейтрино.
ключові особливості
Є пояснення, чому ці частинки так важко виявити. І це частинки, які ледь взаємодіють із звичайною речовиною. Крім того, вони мають дуже малу масу та нейтральний електричний заряд, звідси і їх назва. Вони є частинками, які може зіткнутися з ядерними реакціями і не зазнати впливу. На них також не впливають інші сили, такі як електромагнітні. Єдині способи взаємодії з нейтрино - це дія гравітації та невелика слабка ядерна взаємодія. Немає сумнівів, що це досить цікаві частинки, які привернули увагу багатьох вчених, зосереджених на квантовій фізиці.
Для того, щоб виявити нейтрино, потрібно було б виготовити свинцевий лист товщиною в один світловий рік, щоб забезпечити, щоб половина цих нейтрино, що проходять через нього, могла зіткнутися, щоб мати можливість їх уловлювати. Вчені стверджують, як важко захопити нейтрино. Для того, щоб пояснити це, ми бачимо, що щосекунди, коли цей час проходить кілька мільйонів цих частинок, проходять через нашу планету і нас самих, фактично не стикаючись. Вони також не зіткнулися з будь-яким іншим конкретним, хоча деякі з них це роблять.
Захоплення нейтрино
Нейтрино можна проілюструвати, вдавшись до квантової механіки. Відповідно до цих принципів, необхідно було б побудувати свинцевий лист із розмірами (9,46 × 1012 км, щоб мати можливість захопити половину нейтрино, що проходять через нього. Незважаючи на те, наскільки невловимими є нейтрино сьогодні, у нас є кілька обсерваторій, здатних їх виявити. Одна з таких обсерваторій відома як японська Супер-Каміоканде і є справжньою машиною. Обсерваторія розташована в місті Хіда, найбільшому острові архіпелагу Японії.
Супер-Каміоканде побудовано всередині шахти глибиною один кілометр. Ця обсерваторія має розміри 40 метрів у висоту та 40 метрів у ширину. Цей том подібний до обсягу 15-поверхової будівлі. Вам просто потрібно побачити розмір обсерваторії, який необхідний, щоб зробити її льоновою, щоб зрозуміти складність їх виявлення.
Всередині обсерваторії ми не знаходимо нічого більше, ні що менше 50.000 11.000 тонн води з надзвичайною бідністю, оточеної XNUMX XNUMX фотопомножувальними трубками. Ці фотоумножувачі є своєрідними датчиками, які дозволяють бачити нейтрино, коли вони проходять через нашу планету. Це не те, що ви можете бачити ці нейтрино безпосередньо, але ви можете побачити випромінювання Черенкова, яке вони генерують при проходженні через воду. Вода є струмопровідною речовиною і рідиною, яка вважається універсальним розчинником. Завдяки властивостям води ми можемо побачити випромінювання, яке нейтрино віддають, проходячи через неї.
Нейтринні цікавинки
Найцікавіше у всій цій новинці полягає в тому, що вчені працюють всередині цієї обсерваторії і зробили кілька відкриттів. Одне з цих відкриттів полягає в тому, що, використовуючи менше води і менше чистої води, ви можете спостерігати нейтрино, які повторюються на більшій відстані. Тобто, Ці нейтрино, які можна спостерігати у цьому типі води, походять від старшої наднової.
Домішка, яку додають у воду, щоб мати можливість візуалізувати ці нейтрино, є гадолінієм. Це хімічний елемент, що належить до групи рідкісних земель, який впливає на включення у воду. Цей ефект різко збільшує чутливість детектора для візуалізації проходження нейтрино. Дослідники, які працювали в цій обсерваторії, додали у воду високої чистоти 13 тонн сполуки, утвореної гадолінієм. Це робить загальну концентрацію цього елемента в загальному розчині 0.01%. Ця концентрація необхідна, щоб мати можливість посилити сигнал слабших нейтрино і, отже, мати можливість їх спостерігати.
Значення
Можна подумати, чому вчені докладають усіх цих зусиль для вивчення особливого інтересу. І саме в тому, що ми не віримо, вони є важливим інструментом, який може надати нам великий обсяг інформації про наднові. Наднова - це сильні вибухи, що відбуваються в тих зірках, які вже не здатні витримати тиск через виродження електронів. Ці знання життєво необхідні, щоб дізнатися більше про будову Всесвіту.
Нейтрино рухаються з великою швидкістю, дуже близькою до швидкості світла. Ми знаємо, що жодне тіло, яке має масу, не може рухатися зі швидкістю світла. Отже, це свідчить про те, що нейтрино мають масу. Завдяки цьому також можна пояснити ряд реакцій елементарних частинок. Важливість того, щоб нейтрино мали більше відповідних, величезна. Це означає, що нейтрино, що мають масу, не вписуються в стандартну модель частинок, що обговорюється в теоретичній фізиці. Класична модель квантової фізики є більш застарілою і потребує певних змін. Порти знань збільшуються.
Той факт, що нейтрино мають масу, пояснює багато речей. Майте на увазі, що модель квантової фізики має від 14 до 20 довільних параметрів і є не дуже ефективною моделлю для сучасної науки. Як бачите, нейтрино мають велике значення у світі квантової фізики та пізнання Всесвіту.
Я сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатись більше про те, що таке нейтрино, їх характеристики та значення для світу науки та астрономії.