Fyzici vytvorili a prvýkrát objavili vysokoenergetické „duchové častice“ vo vnútri najväčšieho svetového
Čo sú to neutrína?
Názov neutrino je v súlade so slovom„neutrálny“ z nejakého dôvodu. Majú nulový elektrický náboj a takmer nulovú hmotnosť. To znamená, že takmer nikdy neinteragujú s inými druhmi hmoty. Neutrína sa z nejakého dôvodu nazývajú častice duchov – „lietajú“ bežnou hmotou rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla bez toho, aby sa zmenili. Každú sekundu prejde každým štvorcovým centimetrom ľudského tela asi 100 miliárd neutrín.
Odkiaľ sa vzali neutrína?
Neutrína sú vesmírni pútnici.Niektoré vznikajú jadrovými reakciami na Slnku, keď sa atómy spájajú hlboko vo vnútri hviezdy. Uvoľňujú neutrína, ktoré odletia od hviezdy v priebehu niekoľkých sekúnd. Niektoré častice duchov pochádzajú z jadrového štiepenia tu na Zemi, napríklad v jadrových reaktoroch. Dokonca aj rozkladajúci sa draslík vo vnútri banánu môže podľa amerického ministerstva energetiky vyžarovať neutrína.
Neutrína boli prvýkrát objavené opúšťajúce jadrový reaktor v roku 1956. Po fotónoch sú považované za najhojnejšie subatomárne častice vo vesmíre.
Dve neutrína. Fotografia urobená 4. júla 1959, NARA & DVIDS Public Domain Archive — GetArchive
Ale napriek ich všadeprítomnosti,minimálna interakcia beznábojových a takmer bezhmotných častíc s inou hmotou spôsobuje, že je neuveriteľne ťažké ich odhaliť. Aby ich vedci a inžinieri zachytili, budujú detektory neutrín po celom svete. Najznámejšie z nich je IceCube Neutrino Observatory, ktoré sa nachádza na južnom póle.
Jedinečný prejav neutrín bol vysvetlený po takmer 10 rokoch: prečo je taký dôležitý
On a ďalšie slávne experimenty na detekciu neutrín, ako napríklad japonský detektor Super-Kamiokande, MiniBooNE Fermilab detekovali neutrína generované slnečným žiarením.
Najdôležitejšie neutrína
Vedcov najviac zo všetkého zaujímajú neutrína vo vysokej úrovnienergie. Rodia sa, keď sa hviezdy spájajú, vznikajú supernovy a keď častice z hlbokého vesmíru narážajú do zemskej atmosféry.
Teraz fyzici objavili pomocou neutrínaDetektor FASER na Veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC), najväčšom urýchľovači častíc na svete, ktorý sa nachádza v Európskej organizácii pre jadrový výskum (CERN) neďaleko Ženevy vo Švajčiarsku Vedci prezentovali výsledky výskumu na 57. ročníku Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories. konferencii v talianskej La Tuile. „Objavili sme neutrína z úplne nového zdroja – zrážačov častíc – kde sa dva zväzky častíc navzájom zrážajú pri extrémne vysokých energiách,“ povedal Jonathan Feng, fyzik z Kalifornskej univerzity v Irvine a spolupredseda FASER Collaboration.
experiment FASER
Forward Search Experiment (FASER) - detektorčastice, navrhnuté a skonštruované medzinárodným tímom fyzikov z CERN-u Zatiaľ čo detektory častíc v CERN-e sú známe tým, že majú niekoľko poschodí a vážia tisíce ton, FASER je výnimkou.
FASER váži asi tonu a zmestí sa do maléhoBočný tunel CERN. Je zaujímavé, že bol vyvinutý len za niekoľko rokov a používa náhradné diely z iných experimentov uskutočnených v zariadení.
FASER
V nedeľu vedci z tímu FASER na konferencii v Taliansku oznámili, že úspešne detekovali neutrína po tom, čo sa vo vnútri LHC zrazili dva zväzky extrémne vysokoenergetických častíc.
Okrem neutrín má za cieľ aj projekt FASERtemná hmota. Temná hmota, o ktorej sa predpokladá, že je prítomná vo väčšine hmoty vo vesmíre, nebola nikdy predtým zistená. Rovnako ako v prípade neutrín môže byť aj FASER prvým experimentom, ktorý pomôže odhaliť temnú hmotu v CERN-e začne o niekoľko mesiacov nové kolo zrážok častíc.
Ako to fyzici dokázali?
Na chytanie „subatomárnych duchov“, fyzikovvybudovala pascu na detekciu častíc: husté kovové platne z olova a volfrámu, obložené niekoľkými vrstvami emulzie na detekciu svetla. Keď sa silné lúče protónov zrazili vo vnútri LHC, vytvorili prúd bočných častíc, z ktorých malú časť tvorili neutrína. Narazili na atómové jadrá v hustých kovových platniach a rozpadli sa na ďalšie častice. Emulzné vrstvy fungovali rovnakým spôsobom ako staromódny fotografický film – reagovali s vedľajšími neutrínovými produktmi a vytlačili vysledovateľné obrysy častíc, keď cez ne prešli neutrína.
Práca s touto filmovou emulzioua analýzou stôp častíc fyzici zistili, že niektoré značky boli výsledkom prúdov častíc vytvorených neutrínami, keď prechádzali cez platne. Vedci dokonca určili, ktorú z troch „príchutí“ neutrínových častíc – tau, miónu alebo elektrónu – našli.
Počas kurzu bolo objavených šesť neutrínexperiment, bol prvýkrát identifikovaný v 2021 . Fyzikom trvalo dva roky, kým nazbierali dostatok údajov na potvrdenie, že sú to oni. Vedci teraz dúfajú, že nájdu oveľa viac neutrín a plánujú ich použiť na štúdium prostredí v celom vesmíre, kde sa tvoria vysokoenergetické častice duchov.
Prečo je to také dôležité?
„Tieto neutrína s veľmi vysokou energiou v LHC sú dôležitépochopiť skutočne vzrušujúce pozorovania v časticovej astrofyzike,“ Jamie Boyd, fyzik CERN a spolupredseda FASER S novými objavmi fyzici dúfajú, že vysvetlia, ako hviezdy horia a explodujú. ako vysokoenergetické neutrínové interakcie vedú k tvorbe iných častíc vo vesmíre.
Čítaj viac:
Vedci sa domnievajú, že tvar vesmíru nie je taký, ako si každý myslí
Vrtuľník NASA ukázal západ slnka na Marse. Nevyzerá ako zem.
Pomenovaná rastlina, ktorej extrakt pomáha schudnúť bez vedľajších účinkov