Neutrino patikil: definisyon, pwopriyete yo, yon deskripsyon. Neutrino Vibration - li ...

Neutrino - yon patikil elemantè ki se trè menm jan ak elèktron a, men li pa gen okenn chaj elektrik. Li te gen yon mas ki piti anpil, sa ki ka menm gen zewo. Soti nan mas la nan Neutrino la depann sou vitès la. Diferans lan nan tan de arive ak gwo bout bwa a patikil se 0,0006% (± 0,0012%). Nan 2011, li te etabli pandan eksperyans la OPERA ki vitès la depase vitès la nan netrino limyè, men endepandan de eksperyans sa a pa te konfime.

patikil nan flotant

Sa a se youn nan patikil ki pi komen nan linivè a. Depi li reyaji trè ti kras ak pwoblèm, li se ekstrèmman difisil yo detekte. Elektwon ak netrino pa patisipe nan fòs nan fò nikleyè, men egalman patisipe nan fèb la. Patikil gen pwopriyete sa yo yo rele yo lèpton. Anplis de sa nan elèktron (position ak antiparticle), refere yo bay chaje lèpton muon a (200 elèktron mas), Tau (3500 elèktron mas), ak antiparticle yo. Yo rele yo: elèktron, muon ak netrino tau. Chak nan yo gen eleman antimaterial, ki rele yon antineutrino.

Muon ak Tau, tankou yon elèktron yo, yo gen patikil akonpaye li yo. Li muon ak Tau netrino. Twa kalite patikil diferan de youn ak lòt. Pou egzanp, lè netrino muon kominike avèk sib la, yo toujou pwodwi muon epi pa janm tau oswa elektwon. Nan reyaksyon an nan patikil yo, byenke elektwon ak netrino elèktron yo kreye epi detwi, sòm yo rete chanje. Reyalite sa a mennen nan yon lèpton separasyon an twa kalite, chak nan ki posede yon lèpton chaje ak mache avèk Neutrino.

Yo detekte patikil sa a mande yon gwo anpil epi trè sansib detektè. Kòm yon règ, ak netrino enèji ki ba pral vwayaje pou plizyè ane limyè a entèraksyon an ak matyè. Kontinwe, tout eksperyans tè ak yo konte sou mezi a nan yon fraksyon ti ki reyaji ak rjistrèr gwosè ki rezonab. Pou egzanp, nan yon Obsèvatwa Neutrino Sudbury, ki gen 1,000 tòn dlo lou pase nan detektè a sou 1012 netrino solè pou chak dezyèm. Epi li te jwenn sèlman 30 pou chak jou.

Istwa nan dekouvèt

Wolfgang Pauli premye postila egzistans lan nan patikil nan 1930. Lè sa a, te gen yon pwoblèm, paske li te sanble ke enèji a ak angilè momantòm pa yo estoke nan pouri anba tè a beta. Men, Pauli fè remake ke si gen se pa sa ki emèt netrino kominike net patikil, lwa a konsèvasyon enèji yo pral obsève. Italyen fizisyen Enrico Fermi nan 1934 devlope teyori a nan pouri anba tè beta, e li te bay l 'non an nan patikil la.

Malgre tout prediksyon yo pou 20 ane, netrino pa ka detekte èksperimantal akòz li yo entèraksyon fèb ak matyè. Paske patikil yo ap elektrik chaje, yo pa aji fòs elektwomayetik, epi, Se poutèt sa, yo pa lakòz yonizasyon nan sibstans la. Anplis de sa, yo reyaji avèk sibstans la sèlman nan entèraksyon fèb ti tay fòs. Se poutèt sa, yo yo ki pi Penetrasyon patikil yo sibatomik kapab nan pase nan yon nimewo gwo nan atòm san yo pa sa ki lakòz nenpòt reyaksyon. Se sèlman 1 nan 10 milya dola nan sa yo patikil vwayaje nan twal la pa yon distans egal a dyamèt la nan Latè a, reyaji ak pwoton oswa netwon.

Finalman, nan 1956 yon gwoup fizisyen ameriken, ki te dirije pa Frederick Reines total dekouvèt la nan antineutrino nan elèktron. Nan eksperyans li antineutrinos emi raktor nikleyè, reyaji ak yon proton, fòme netwon ak position. Inik (epi ra) siyati enèji nan lèt la pa-pwodwi te prèv nan egzistans la nan patikil la.

Ouvèti chaje lèpton muon te pwen an kòmanse pou idantifikasyon ki vin apre a netrino yo di ki dezyèm - muon. idantifikasyon yo te te pote soti nan lane 1962 sou baz la nan rezilta yo nan eksperyans la nan yon akseleratè patikil. High-enèji netrino muon pouri anba tè ki te fòme pa pi-mezon ak dirije yo sou detektè a konsa ke li te posib yo egzaminen reyaksyon yo ak sibstans la. Malgre lefèt ke yo menm yo ki pa reyaktif, osi byen ke lòt kalite patikil, li te jwenn ke nan ka ki ra lè yo reyaji avèk pwoton oswa netwon, muon, muon netrino, men pa janm elektwon. Nan lane 1998, fizisyen Ameriken Leon Lederman, Melvin Schwartz ak Dzhek Shteynberger yo te akòde Prize la Nobèl nan fizik pou idantifikasyon an nan muon-netrino.

Nan mitan ane 1970 yo-, se yon fizisyen Neutrino te vin jwenn yon lòt kalite chaje lèpton - Tau. Tau-Neutrino ak Tau-antineutrinos yo te asosye ak sa a twazyèm lèpton chaje. Nan lane 2000, fizisyen nan Nasyonal Accelerator laboratwa a. Enrico Fermi total premye prèv la eksperimantal ki fèt sou egzistans lan nan sa a ki kalite patikil.

pwa

Tout kalite netrino gen mas, ki se anpil mwens pase sa yo ki an patnè yo chaje. Pou egzanp, eksperyans yo fè montre ke mas la nan elèktron-Neutrino a dwe pi piti pase 0,002% nan mas la elèktron ak sòm total la nan mas nan twa varyete yo ta dwe mwens pase 0.48 eV. Te panse a pou anpil ane ki mas la nan patikil la se zewo, byenke pa te gen okenn prèv konvenkan teyorik, poukisa li ta dwe ki fason. Lè sa a, an 2002, Obsèvatwa a Sudbury Neutrino te jwenn premye prèv la dirèk ki elèktron netrino emèt pa reyaksyon nikleyè nan nwayo a nan solèy la, osi lontan ke yo pase nan li, chanje kalite li yo. Tankou "Vibration" Neutrino posib si youn oswa plis nan patikil yo gen yon mas ki piti yo. etid yo entèraksyon an nan reyon cosmic nan atmosfè Latè a tou endike prezans mas, men plis eksperyans yo bezwen plis presizyon defini li.

sous

sous natirèl nan netrino - yon dezentegrasyon radyo-aktif nan eleman yo nan tè a, ki se ki emèt nan yon gwo koule nan ki ba-enèji elèktron-antineutrino. Supèrnove yo tou avantajeuz Neutrino fenomèn, depi sa yo patikil ka sèlman antre materyèl hyperdense fòme nan yon etwal tonbe; sèlman se yon ti pati nan enèji nan konvèti nan limyè. Kalkil yo fè montre ke sou 2% nan enèji solè - netrino yo enèji fòme nan reyaksyon a fizyon fizyon. Li pi sanble ke pi fò nan pwoblèm nan fè nwa nan linivè a se te fè leve nan netrino yo ki te pwodwi pandan Bang a Big.

pwoblèm fizik

Zòn ki gen rapò ak Neutrino Astwofizik, ak divès ak rapidman en. pwoblèm aktyèl ki atire yon gwo kantite efò eksperimantal ak teyorik, bagay sa yo:

• Ki sa ki mas yo Neutrino diferan?
• Ki jan yo afekte kosmolojik, Bang a Big?
• yo fluktue?
• Èske yon kalite Neutrino vin nan yon lòt menm jan yo vwayaje nan matyè ak espas?
• Èske netrino fondamantalman diferan de antiparticles yo?
• Ki jan Stars tonbe yo fòme yon supèrnova?
• Ki sa ki se wòl nan netrino nan kosmolojik?

Youn nan pwoblèm yo kontinyèl nan enterè patikilye se sa yo rele pwoblèm nan Neutrino solè. Non Sa refere a lefèt ke pandan plizyè eksperyans terrestres fèt plis pase 30 ane ki sot pase, toujou obsève patikil yo ki pi piti pase sa nesesè yo pwodwi enèji nan emi pa solèy la. Yon sèl solisyon posib se ochilasyon a, sa vle di. E. Transfòmasyon nan netrino elèktron muon oswa tau pandan vwayaj la nan Latè. Se konsa, kouman pi difisil ki mezire muon ki ba-enèji oubyen tau netrino, sa a kalite transfòmasyon ta eksplike poukisa nou pa wè kantite lajan an dwa nan patikil sou Latè.

Katriyèm pri nobèl

Pri nobèl nan Fizik 2015 te bay a Takaaki Kaji ak Arthur MacDonald pou deteksyon an nan mas la Neutrino. Sa a te prim lan katriyèm menm jan an ki asosye ak mezi eksperimantal ki fèt sou patikil sa yo. Yon moun ka enterese nan kesyon an sou rezon ki fè nou ta dwe pran swen anpil sou yon bagay ki apèn kominike avèk pwoblèm òdinè.

Lefèt ke nou kapab detekte sa yo patikil efemèr, se yon kontra Bondye nan entèlijans moun. Depi règleman yo nan mekanik pwopòsyon, Probabilistic, nou konnen ke, malgre lefèt ke prèske tout nan netrino pase nan Latè a, kèk nan yo ap kominike avèk li. detektè a se kapab nan ase se gwo gwosè anrejistre.

te premye Aparèy la tankou bati nan rit ane swasant yo, gwo twou san fon nan yon m 'nan Sid Dakota. te arbr a plen nan likid netwaye L 400 mil.. Nan mwayèn Neutrino youn patikil chak jou reyaji ak yon atòm nan klò, konvèti l 'nan Agon. Èkstrèmeman, Raymond Davis, ki moun ki te responsab pou detektè a, envante yon metòd pou deteksyon an nan atòm Agon miltip, ak kat deseni apre sa, an 2002, pou sa a jeni feat etonan li te bay Prize la Nobel.

nouvo astwonomi

Paske netrino kominike konsa chetif, yo ka vwayaje vwayaje gran distans. Yo ban nou yon aperçu nan tout tanp zidòl yo ki otreman nou ta pa janm te wè. Netrino detekte Davis, ki te fòme kòm yon rezilta nan reyaksyon nikleyè ki te pran plas nan kè a nan solèy la, epi yo te kapab kite chèz sa a èkstrèmeman dans ak cho jis paske yo pa kominike avèk lòt matyè. Ou ka menm detekte netrino emèt nan sant la nan yon etwal te eksploze nan yon distans de plis pase yon santèn mil limyè-ane soti nan Latè.

Anplis de sa, sa yo patikil fè li posib yo obsève linivè a nan echèl piti anpil li yo, pi piti anpil pase sa yo ki nan sa ki ka gade nan Gwo adron collide la nan Jenèv, dekouvri HIGGS bozon a . Li se pou rezon sa a ke Komite a Nobèl deside prim Prize la Nobèl pou dekouvèt la nan Neutrino a nan yon lòt kalite.

misterye mank

Lè Ray Davis obsève netrino solè, li te jwenn sèlman yon tyè nan kantite a te espere. Pifò fizisyen kwè ke rezon ki fè yo pou sa a se konesans nan pòv nan Astwofizik nan Solèy la: petèt klere byen bèl modèl trefon surèstimasyon kantite lajan an pwodwi nan Neutrino li yo. Men, pou anpil ane, menm apre modèl yo solè yo te amelyore, defisi a rete. Fizisyen te peye atansyon a yon lòt posibilite: te kapab pwoblèm lan dwe ki gen rapò ak pèsepsyon nou an nan patikil sa yo. Dapre teyori a, lè sa a pi fò yo pa t 'gen pwa a. Men, gen kèk fizisyen yo te diskite ke nan reyalite patikil yo gen yon mas infiniman, ak mas sa a te rezon ki fè yo pou mank yo.

Twa-fas patikil

Dapre teyori a nan Neutrino Vibration, nan lanati, gen twa diferan kalite yo. Si yon patikil gen yon mas, ki jan li deplase li ka pase soti nan yon kalite nan yon lòt. Twa kalite - elektwon, muon ak Tau - nan entèraksyon an ak sibstans nan ka konvèti nan korespondan patikil a chaje (elèktron ak muon tau lèpton). "Osilasyon" se akòz mekanik pwopòsyon. di ki Neutrino se pa konstan. Li chanje sou tan. Netrino, ki te kòmanse egzistans li kòm yon e-mail, ka vire nan yon muon, ak Lè sa tounen. Se konsa, ka yon patikil, ki te fòme nan nwayo a nan solèy la, sou wout la nan Latè a dwe detanzantan konvèti nan netrino muon ak vis vèrsa. Depi Davis detektè te kapab detekte sèlman elèktron-netrino, sa ki kapab mennen nan yon transmutasyon nikleyè nan klò nan Agon, li te sanble posib ke Neutrino ki manke a te tounen nan lòt kalite. (Li sanble ke netrino fluktue andedan Solèy la, epi yo pa sou wout la nan Latè a).

Eksperyans lan Kanadyen

Sèl fason pou li teste sa a te yo kreye yon detektè ki te travay pou tout twa kalite netrino. Apati de 90s yo Arthur McDonald nan Inivèsite Rèn nan nan Ontario, li mennen ekip la, ki se te pote soti nan yon m 'nan Sudbury, Ontario. Enstalasyon gen tòn dlo lou, bay yon prè pa Gouvènman an nan Kanada. dlo lou se ra, men fòm nan rive natirèlman nan dlo, kote se idwojèn a ki gen yon sèl proton ranplase pa pi lou deteryom izotòp li yo, ki konprann yon pwoton ak yon netwon. gouvènman Kanadyen stoke dlo lou, m. K. Li se itilize kòm yon awozaj nan yon raktor nikleyè. Tout kalite twa nan netrino ka detwi deteryom yo fòme pwoton ak netwon, netwon yo ak Lè sa a, konte. Detektè anrejistre sou twa fwa nimewo a konpare ak Davis - egzakteman kantite lajan an ki pi bon prevwa modèl yo Solèy. Sa a sijere ke elèktron-netrino yo ka fluktue nan lòt kalite li yo.

eksperyans Japonè

Anviwon menm tan an, Takaaki Kadzita nan inivèsite University of Tokyo fèt yon lòt eksperyans remakab. Yon detektè monte nan arbr a nan peyi Japon anrejistre netrino vini pa soti nan enteryè a nan solèy la, ak pou soti nan atmosfè a anwo kay la. Nan kolizyon pwoton nan reyon cosmic ak atmosfè a yo ki te fòme douch nan lòt patikil, ki gen ladan netrino muon. Nan m 'lan yo konvèti nan nwayo idwojèn ki nan muon. Detektè Kadzity te kapab wè patikil vini nan de direksyon yo. Gen kèk tonbe soti nan pi wo a, vini soti nan atmosfè a, pandan ke lòt moun yo ap deplase anba nan fon an. Nimewo a nan patikil te diferan, ki te pale sou nati diferan yo - yo te nan diferan pwen nan sik osilant li yo.

Revolisyon nan Syans

Li nan tout Vibration ekzotik ak etone, men poukisa Neutrino ak mas la atire anpil atansyon? Rezon ki fè la se senp. Nan modèl la estanda nan fizik patikil elemantè, devlope plis pase senkant ane ki sot pase yo nan ventyèm syèk la, ki kòrèkteman dekri tout obsèvasyon ki fèt yo ak lòt nan accélérateurs ak lòt eksperyans, netrino yo te yo dwe massless. Dekouvèt la nan mas Neutrino endike ke yon bagay ki manke. Ki gen konpòtman egzanplè nan Standard se pa konplè. Ki manke eleman ankò yo dwe dekouvri - avèk èd nan Gwo adron collide la oswa lòt la, pa gen ankò kreye vityèl machin.