Fiziķi ir radījuši un pirmo reizi atklājuši augstas enerģijas "spoku daļiņas" pasaulē lielākajā
Kas ir neitrīno?
Nosaukums neitrīno saskan ar vārdu"neitrāla" kāda iemesla dēļ. Viņiem ir nulle elektriskā lādiņa un gandrīz nulles masa. Tas nozīmē, ka tie gandrīz nekad nesadarbojas ar cita veida vielām. Neitrīnus iemesla dēļ sauc par spoku daļiņām — tie “lido” cauri parastajai vielai ar ātrumu, kas ir tuvu gaismas ātrumam, nemainot. Katru sekundi aptuveni 100 miljardi neitrīno iziet cauri katram cilvēka ķermeņa kvadrātcentimetram.
No kurienes radās neitrīni?
Neitrīni ir kosmosa klejotāji.Daži no tiem rodas kodolreakcijās Saulē, kad atomi saplūst dziļi zvaigznes iekšpusē. Tie izdala neitrīnos, kas dažu sekunžu laikā aizlido no zvaigznes. Dažas spoku daļiņas rodas no kodola skaldīšanas šeit uz Zemes, piemēram, kodolreaktoros. Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta datiem, pat bojājošs kālijs banānā var izdalīt neitrīno.
Pirmo reizi neitrīni tika atklāti, atstājot kodolreaktoru 1956. gadā. Pēc fotoniem tās tiek uzskatītas par visbagātīgākajām subatomiskajām daļiņām Visumā.
Divi neitrīno. Fotoattēls uzņemts 1959. gada 4. jūlijā, NARA & DVIDS publiskā domēna arhīvs — GetArchive
Bet, neskatoties uz to visuresamību,bezlādiņa un gandrīz bezmasas daļiņu minimālā mijiedarbība ar citām vielām padara tās neticami grūti atklāt. Lai tos notvertu, zinātnieki un inženieri visā pasaulē būvē neitrīno detektorus. Slavenākā no tām ir IceCube Neutrino observatorija, kas atrodas Dienvidpolā.
Unikālā neitrīno izpausme tika izskaidrota gandrīz pēc 10 gadiem: kāpēc tas ir tik svarīgi
Viņš un citi slaveni neitrīno noteikšanas eksperimenti, piemēram, Japānas Super-Kamiokande detektors MiniBooNE Fermilab atklāja saules gaismas radītos neitrīnus.
"Svarīgākie" neitrīno
Visvairāk zinātniekus interesē augsta līmeņa neitrīnoenerģijas. Tie dzimst, kad zvaigznes saplūst, rodas supernovas un daļiņas no dziļā kosmosa ietriecas Zemes atmosfērā. Šie augstas enerģijas spoki līdz šim ir palikuši noslēpums zinātniekiem.
Tagad fiziķi ir atklājuši neitrīnus, izmantojotFASER detektors lielajā hadronu paātrinātājā (LHC), kas ir pasaulē lielākais daļiņu paātrinātājs, kas atrodas Eiropas Kodolpētījumu organizācijā (CERN) netālu no Ženēvas, Šveicē Zinātnieki prezentēja pētījuma rezultātus 57. Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories. konferencē La Thuila, Itālijā. "Mēs atklājām neitrīnus no pilnīgi jauna avota - daļiņu sadursmēm, kur divi daļiņu stari saduras viens ar otru ar ārkārtīgi lielu enerģiju," sacīja Džonatans Fengs, Kalifornijas universitātes fiziķis Ērvinā un FASER Collaboration līdzpriekšsēdētājs.
ĀTRĀK eksperiments
Forward Search Experiment (FASER) - detektorsdaļiņas, ko izstrādājusi un uzbūvējusi starptautiska CERN fiziķu komanda. Lai gan CERN daļiņu detektori ir slaveni ar to, ka tie ir vairākus stāvus augsti un sver tūkstošiem tonnu, FASER ir izņēmums.
FASER sver apmēram tonnu un iekļaujas mazāCERN sānu tunelis. Interesanti, ka tas tika izstrādāts tikai dažu gadu laikā un izmanto rezerves daļas no citiem eksperimentiem, kas veikti šajā objektā.
ĀTRĀK
Svētdien FASER komandas zinātnieki konferencē Itālijā paziņoja, ka ir veiksmīgi atklājuši neitrīnus pēc tam, kad LHC iekšpusē sadūrās divi ārkārtīgi augstas enerģijas daļiņu stari.
Papildus neitrīniem FASER projekta mērķis ir arītumšā matērija. Tumšā matērija, kas, domājams, atrodas lielākajā daļā Visuma matērijas, nekad iepriekš nav atklāta. Tāpat kā ar neitrīniem, FASER var būt arī pirmais eksperiments, kas palīdz noteikt tumšo vielu, atrodoties CERN. pēc dažiem mēnešiem sāks jaunu daļiņu sadursmju kārtu.
Kā fiziķi to izdarīja?
Noķert "subatomiskos spokus", fiziķiuzbūvēja daļiņu noteikšanas slazdu: blīvas metāla plāksnes no svina un volframa, iestiprinātas ar vairākiem gaismas noteikšanas emulsijas slāņiem. Kad LHC iekšpusē sadūrās spēcīgi protonu stari, tie radīja sānu daļiņu plūsmu, no kurām neliela daļa bija neitrīno. Tie ietriecās atomu kodolos blīvās metāla plāksnēs un sadalījās citās daļiņās. Emulsijas slāņi darbojās tāpat kā vecmodīgās fotofilmas — reaģējot ar neitrīno blakusproduktiem, tie iespieda daļiņu izsekojamās kontūras, neitrīniem rāvējoties cauri tiem.
Darbs ar šo plēvei līdzīgo emulsijuun, analizējot daļiņu pēdas, fiziķi atklāja, ka dažas no pēdām radās neitrīno radīto daļiņu strūklu rezultātā, kad tās šķērsoja plāksnes. Zinātnieki pat ir noskaidrojuši, kuru no trim neitrīno daļiņu “garšām” — tau, mionu vai elektronu — viņi atrada.
Kursā atklāti seši neitrīnieksperiments, pirmo reizi tika identificēts 2021. gadā . Fiziķiem bija vajadzīgi divi gadi, lai savāktu pietiekami daudz datu, lai apstiprinātu, ka tie ir viņi. Tagad zinātnieki cer atrast daudz vairāk neitrīno un plāno tos izmantot, lai pētītu vidi visā Visumā, kur veidojas augstas enerģijas spoku daļiņas.
Kāpēc tas ir tik svarīgi?
"Šie ļoti augstas enerģijas neitrīno LHC ir svarīgiizprast patiesi aizraujošus novērojumus daļiņu astrofizikā,” Džeimijs Boids, CERN fiziķis un FASER līdzpriekšsēdētājs ar jauniem atklājumiem, fiziķi cer izskaidrot, kā zvaigznes deg un eksplodē. kā augstas enerģijas neitrīno mijiedarbības rezultātā kosmosā veidojas citas daļiņas.
Lasīt vairāk:
Zinātnieki uzskata, ka Visuma forma nav tāda, kā visi domā
NASA helikopters rādīja saulrietu uz Marsa. Tas neizskatās pēc zemes.
Nosaukts augs, kura ekstrakts palīdz zaudēt svaru bez blakusparādībām