Neutrino partikel: definisi, situs, kagungan hak cipta. robah neutrino - iku ...

Neutrino - minangka partikel èlemèntèr sing banget padha kanggo elektron, nanging wis ora ana muatan listrik. Wis massa cilik, kang malah bisa dadi nul. Saka massa neutrino gumantung kacepetan. Bentenipun ing wektu rawuh lan Beam partikel punika 0,0006% (± 0,0012%). Ing 2011, iki diadegaké sak eksprimen OPERA sing kecepatan exceeds kacepetan neutrino cahya, nanging sawijining pengalaman iki durung dikonfirmasi.

The angel dipahami partikel

Iki salah siji saka partikel paling umum ing alam semesta. Wiwit interaksi banget sethitik karo prakara, iku luar biasa angel kanggo ndeteksi. Elektron lan neutrino ora melok tenaga nuklir kuwat, nanging merata melok banget. Partikel gadhah sifat kados disebut leptons. Saliyane elektron (positron lan antiparticle), diarani leptons muon daya (200 massa elektron), tau (3500 massa elektron), lan antiparticle sing. Padha disebut: elektron, muon neutrino lan tau. Saben wong wis komponèn antimaterial, diarani antineutrino.

Muon lan tau, kaya elektron, duwe partikel gawan. Iku muon lan tau neutrino. Telung jinis partikel beda saka saben liyane. Contone, nalika neutrino muon sesambungan karo target, padha tansah gawé muons lan tau tau utawa elektron. Ing reaksi saka partikel, sanajan elektron lan neutrino èlèktron sing digawe lan numpes, sing jumlah tetep panggah. Kasunyatan iki ndadékaké menyang leptons misahake dadi telung jinis, saben kang kagungan leptons daya lan neutrino gawan.

Kanggo nemokake partikel iki dibutuhake detektor banget gedhe lan peka. Minangka aturan, karo neutrino kurang energi bakal lelungan kanggo akèh taun cahya kanggo interaksi karo prakara. Akibate, kabeh nyobi lemah karo wong-wong mau gumantung ing ukuran saka cilik sing interaksi karo registrars ukuran cukup. Contone, ing neutrino observatorium Sudbury, ngemot 1,000 ton banyu abot liwat detector babagan 1012 neutrino solar per detik. Lan ketemu mung 30 saben dina.

History of ditemokaké

Wolfgang Pauli pisanan cak wontenipun partikel ing 1930. Ing wektu iku, ana masalah, amarga ketoke sing energi lan semangat sudut sing ora disimpen ing bosok beta. Nanging Pauli nuding metu yen ana ora cemlorot neutrino ubungan partikel Neutral, ing hukum konservasi energi bakal diamati. fisikawan Italia Enrico Fermi ing taun 1934 dikembangaké téori bosok beta, lan dijenengi partikel.

Senadyan kabeh ramalan kanggo 20 taun, neutrino ora bisa dideteksi eksperimental amarga sawijining interaksi lemah karo prakara. Amarga partikel sing muatan listrik, padha ora tumindak pasukan elektromagnetik, lan, Mulane, padha ora nimbulaké ionisasi dat. Tambahan, padha nanggepi karo zat mung liwat interaksi kuwat tipis pasukan. Mulane, iku partikel subatom paling penetrating saged nglewati ageng nomer atom tanpa nyebabake reaksi sembarang. Mung 1 kanggo 10 milyar partikel iki lelungan liwat kain saka kadohan witjaksono menyang diameteripun saka bumi, apa sing ditanggepi karo proton utawa neutron.

Akhire, ing taun 1956 grup fisika Amérika, Frederick Reines kacarita ing panemuan antineutrino elektron. Nyobi iku antineutrinos reaktor nuklir radiated, reacting karo proton, mbentuk neutron lan positrons. Unik (lan langka) tetandan energi saka terakhir dening-produk ana bukti wontenipun partikel.

Opening daya leptons muons iki titik wiwitan kanggo identifikasi sakteruse saka jinis neutrino liya - muon. identifikasi sing ditindakake ing 1962 ing basis saka asil saka pacoban jroning accelerator partikel. -Dhuwur energi neutrino muons bosok kawangun dening pi-mesons lan diarahake menyang detector supaya bisa kanggo nliti reaksi karo zat. Senadyan kasunyatan sing lagi non-logam, uga jinis partikel, iku ketemu sing ing kasus langka nalika padha nanggepi karo proton utawa neutron, muons, muons neutrino, nanging ora tau elektron. Ing taun 1998, Fisikawan Amérika Leon Lederman, Melvin Schwartz lan Dzhek Shteynberger dipunanugrahi Penghargaan Nobel bidang Fisika ing identifikasi saka muon neutrino-.

Ing pertengahan 1970-an, ing neutrino fisika gained liyane jenis leptons daya - tau. Tau-neutrino lan tau-antineutrinos padha gadhah lepton daya katelu iki. Ing 2000, Fisikawan ing Laboratory akselerator National. Enrico Fermi kacarita ing percobaan pisanan saka anane jinis partikel.

bobot

Kabeh jinis neutrino nggadhahi massa, kang akeh kurang saka sing saka partners sing daya. Contone, nyobi nuduhake yen massa saka elektron-neutrino kudu kurang saka 0,002% saka massa elektron lan jumlah saka masal saka telung varieties kudu kurang saka 0,48 eV. Anuntên kanggo akèh taun massa partikel iku nul, senadyan ana ora bukti teori milutaken, kok arep cara sing. Banjur, ing taun 2002, Observatorium Sudbury Neutrino iki dijupuk bukti langsung pisanan sing elektron neutrino cemlorot dening reaksi nuklir ing inti saka srengenge, anggere padha nembus, ngganti sawijining jinis. Kaya "robah" neutrino bisa yen siji utawa luwih saka partikel duwe massa cilik. pasinaon ing interaksi saka sinar kosmik ing atmosfer bumi uga nuduhaké ngarsane massa, nanging nyobi luwih are needed kanggo liyane kanthi netepake iku.

sumber

sumber alam neutrino - a bosok radioaktif saka unsur ing bumi, kang cemlorot ing aliran akeh kurang-energi elektron-antineutrino. Supernova uga nguntungaken neutrino kedadean, wiwit partikel iki mung bisa nembus materi hyperdense kawangun ing lintang collapsing; mung bagean cilik saka energi iki diowahi kanggo cahya. Petungan nuduhake yen bab 2% saka energi solar - ing neutrino energi kawangun ing reaksi termonuklir campuran. Prakiraan paling prakara peteng saka Universe arupi saka neutrino diprodhuksi sak Big Bang.

masalah fisika

Wilayah related kanggo neutrino astrofisika, lan warna lan kanthi cepet suwe saya apik. masalah saiki sing narik kawigaten nomer akeh efforts eksperimen lan teoretis, ing ngisor iki:

• Apa sing masal neutrino beda?
• Pripun padha nggawa kosmologi, Big Bang?
• padha oscillate?
• Bisa siji jinis neutrino dadi menyang liyane lagi lelungan liwat prakara lan papan?
• Apa neutrino dhasar beda saka antiparticles sing?
• Carane lintang ambruk kanggo mbentuk satunggaling supernova?
• Apa peran neutrino ing kosmologi?

Salah masalah Zachary saka kapentingan tartamtu supaya disebut-masalah neutrino solar. Jeneng iki nuduhake kasunyatan sing sak saperangan nyobi terrestrial ayahi 30 taun kepungkur, terus diamati partikel cilik saka prelu kanggo gawé energi radiated dening srengenge. Salah solusi bisa iku oscillation, IE. E. Ing transformasi neutrino èlèktron kanggo muon utawa tau sak trip Bumi. Dadi carane akeh liyane angel kanggo ngukur muon kurang-energi utawa tau neutrino, iki jenis transformasi bakal nerangake apa aku ora weruh jumlah tengen partikel ing bumi.

Papat Nobel Prize

Penghargaan Nobel bidang Fisika 2015 dianugerahi kanggo Takaaki Kaji lan Arthur MacDonald kanggo deteksi neutrino massa. Punika penghargaan padha papat gadhah pangukuran eksperimen partikel iki. Wong uga kasengsem ing pitakonan saka apa kudu kita Care supaya akeh bab soko sing lagi wae sesambungan karo prakara biasa.

Kasunyatan bilih kita bisa ndeteksi iki partikel ephemeral, iku prajanjian kanggo gathekan manungsa. Wiwit aturan mekanika kuantum, kemungkinan, kita padha sumurup, senadyan kasunyatan sing meh kabeh saka neutrino nembus bumi, sawetara wong bakal sesambungan karo. detector saged cekap ukuran gedhe kadhaftar.

Piranti kawitan kuwi dibangun ing taun suwidakan, jero ing mine in South Dakota. batang iki kapenuhan ing 400 ewu. adi L reresik. On rata-rata neutrino siji partikel dina interaksi karo atom klorin, nindakake menyang argon. Luar biasa, Raymond Davis, sing tanggung jawab kanggo detector ing, nemokke cara kanggo deteksi kaping atom argon, lan papat puluh mengko, ing 2002, kanggo engineering feat sange piyambakipun dipunanugrahi Hadhiah Nobel.

astronomi anyar

Amarga neutrino sesambungan supaya sipaté, padha bisa lelungan gedhe jarak. Padha maringi kita sak klebatan menyang panggonan sing digunakake kita tau wis katon. Neutrino dideteksi Davis, kawangun minangka asil saka reaksi nuklir sing njupuk Panggonan ing jantung srengenge, lan padha bisa ninggalake iki jog luar biasa kandhel lan panas mung amarga padha ora sesambungan karo prakara liyane. Sampeyan malah bisa ndeteksi neutrino cemlorot saka tengah lintang mbledhos ing kadohan saka luwih saka satus ewu taun cahya saking bumi.

Kajaba iku, partikel-partikel iki wis bisa mirsani alam ing ukuran cilik sawijining, luwih cilik tinimbang kang bisa katon menyang Hadron Collider Gedhe ing Jenewa, katutup ing Higgs boson. Iku kanggo alesan sing Komite Nobel mutusaké kanggo menehi Nobel kanggo panemuan Jepang saka jinis liyane.

butuh aneh

Nalika Ray Davis diamati neutrino solar, ketemu mung katelu saka jumlahe samesthine. Paling Fisikawan pracaya sing alesan kanggo iki kawruh miskin astrofisika saka Sun: mbok menawa shone model subsoil overestimated jumlah diprodhuksi ing Jepang sawijining. Nanging, kanggo akèh taun, sawisé model solar wis apik, defisit tetep. Fisikawan wis mbayar manungsa waé kanggo kamungkinan liyané: masalah bisa related kanggo pemahaman kita partikel iki. Miturut teori, banjur menang padha ora duwe bobot. Nanging sawetara fisikawan wis ndhukung sing nyatane partikel duwe massa ora kaétung lan massa iki ana alesan kanggo lack.

Telung Ngadhepi partikel

Miturut teori robah neutrino, ing alam, ana telung jinis mau. Yen partikel wis massa, sing minangka iku gerakane bisa pass saka siji jinis liyane. Telung jinis - elektron, muons lan tau - ing interaksi karo inti bisa diowahi kanggo partikel daya cocog (elektron lan muon tau leptons). "Oscillation" amarga mekanika kuantum. jinis neutrino ora pancet. Iku owah-owahan liwat wektu. Neutrino, kang wiwit sawijining orane minangka e-mail, bisa nguripake menyang muon, banjur bali. Mangkono, partikel, kawangun ing inti saka srengenge, ing dalan kang anjog ing bumi bisa periodik diowahi dadi neutrino muon lan kosok balene. Wiwit Davis detector bisa ndeteksi mung elektron-neutrino, kang bisa mimpin kanggo lair nuklir khlor ing argon, ketoke bisa sing neutrino ilang dadi jinis liyane. (Pranyata metu sing neutrino oscillate nang Sun, lan ora ing cara kanggo bumi).

Ing eksprimen Canadian

Cara mung kanggo nyoba iki kanggo nggawe detector sing makarya kanggo kabeh telung jinis neutrino. Miwiti saka 90s Arthur McDonald saka Universitas Ratu ing Ontario, piyambakipun mimpin tim, kang digawa metu ing mine in Manitoba, Ontario. Instalasi ngandhut ton banyu abot, kasedhiya silihan dening Pemerintah Kanada. banyu Heavy langka, nanging wangun alami saka banyu, ing endi hidrogen ngandhut proton diganti dening deuterium isotop abot, kang dumadi saka proton lan neutron a. pamaréntah Kanada stockpiled banyu abot, m. K. digunakake minangka ngademake ing reaktor nuklir. Kabeh telung jinis neutrino bisa nyirnakake deuterium kanggo mbentuk proton lan neutron, ing neutron lan banjur dietung. Detector kedhaftar bab kaping telu nomer dibandhingake karo Davis - persis jumlah sing paling mbadek model Sun. Iki nudhuhaké yèn èlèktron-neutrino bisa oscillate ing jinis liyane sawijining.

jajalan Japanese

Around wektu sing padha, Takaaki Kadzita saka Universitas Tokyo conducted eksprimen apik banget liyane. A detector dipasang ing batang ing Jepang direkam neutrino teka ora saka interior srengéngé, lan saka atmosfer ndhuwur. Ing tabrakan proton saka sinar kosmik karo atmosfer sing kawangun udan saka partikel liyane, kalebu neutrino muon. Ing mine lagi diowahi kanggo inti hidrogen ing muons. Detector Kadzity bisa ndeleng partikel teka ing rong arah. Ana sing tiba saka ndhuwur, teka saka atmosfer, nalika wong sing obah saka ngisor. Jumlah partikel iki beda, sing ngandika bab alam beda - padha ing beda nilai ing siklus osilator sawijining.

Revolusi ing Science

Iku kabeh robah endah lan ngageti, nanging kok neutrino lan massa narik kawigaten akeh manungsa waé? Alesan punika prasaja. Ing model standar fisika partikel dhasar, dikembangaké liwat sèket taun ing abad rong puloh, kang bener nggambaraké kabeh pengamatan liyane ing accelerators lan nyobi liyane, ing neutrino padha dadi massless. Panemon massa neutrino nuduhake sing soko wis ilang. Standar Model ora lengkap. unsur durung katutup ilang - karo bantuan saka gedhe Hadron Collider utawa liyane, durung digawe mesin virtual.