A tudósok elkaptak neutrínókat
A tudósok sikerült elrontani az időt és elkapni egy szellem részecskét
Az orosz fizikusok az amerikai kollégáikkal együtt közel fél évszázados előrejelzést találták, hogy az úgynevezett "szellem részecske" neutrínó kölcsönhatásba lép a közönséges anyaggal. Egy olyan tanulmány készült, amely segíthet egy olyan eszköz létrehozásában, amely megmutatja az atomreaktorokon keresztül, valamint megismerni, hogy milyen folyamatok zajlanak fel a szupernovák között.
1974-ben a tudósok elmélete a tudósok közti kölcsönhatás lehetőségéről szólt egy ismeretlen neutrínó és anyagi módszerrel. Ezek az elemi részecskék milliószor könnyebbek, mint az elektronok, és szabadon átjuthatnak a bolygókon. Időnként ütközik az atomok magjával, és a neutrínók bizonyos neutronokkal és protonokkal kölcsönhatásba lépnek. De négy évtizeddel ezelőtt a tudósok azt feltételezték, hogy lehetséges a kölcsönhatás a neutrínó és a mag között, mint egyetlen egész. Ezt a mechanizmust nevezzük a neutrínók atomok általi koherens szórásának. Javasolták az Electroweak Interakciók standard modelljének egyik elemét, de eddig nem kísérletileg igazolták.
Az elektrosztatikus kölcsönhatás számos alapvető kölcsönhatás - elektromágneses és gyenge - általános leírása. Úgy gondolják, hogy miután elérte a 1015 Kelvin hőmérsékletet (és ez majdnem az ütés után történt), ezek a kölcsönhatások egyetlen egész volt. A gyenge erők, ellentétben az elektromágneses erőkkel, sokkal kisebb méretben jelennek meg, mint az atom magja. A béta bomlást biztosítanak a magnak, amelyben nemcsak a neutrínók, hanem az antineutrinok is elkülöníthetők. Ugyanakkor az elektrohidrogén-interakció elmélete szerint nem csak a neutrínok keletkeznek, hanem az anyaggal és az anyaggal való kölcsönhatása is.
Az elmélet az, hogy ha a mag közötti neutrínók és koherens szóródás miatt a kölcsönhatás folyamat folyik, amely esetben az energia felszabadulás megtörténik, keresztül továbbított a mag Z-bozon, amely egy hordozót egy gyenge kölcsönhatás. Nagyon nehéz megoldani ezt a folyamatot, mert az energia elosztása nagyon elhanyagolható. Ahhoz, hogy növeli annak valószínűségét, koherens szórási felhasználhatók célpontként nehéz elemek, különösen, cézium, jód és a xenon. Ugyanakkor, a nehezebb a mag annál nehezebb ki találják, hogy viszont megnehezíti a helyzetet.
A tudósok javasolt kimutatására neutrínók szórási alkalmazni kriogén detektorok, elméletileg képes befogására még egy egyszerű anyag és a kölcsönhatás a sötét anyag. Kriogén detektor nagyon hideg kamrában, a hőmérsékletet, amelynél csak egy századrésze fokú abszolút nulla, és amely felvesz egy kis mennyiségű hő szabadul fel a reakció során Neutrínókkal magok. Mivel a szubsztrát, alkalmazás kristályok kalcium-volframát vagy germánium ezen túlmenően, a szerepe a detektorok elláthatja és szupravezető eszköz, inert folyadékok vagy módosított félvezetők.
A szükséges számítások elvégzése után a kutatók azt találták, hogy az ideális jelölt a cézium-jodid nátrium-szennyeződéssel szemben. Ez kristályok az anyag az alapja a kis méret a detektor (súlya csak 14 kg, és a mérete - 10.30 cm). Ezt az érzékelőt a neutronforrás SNS-ben telepítették. amely az USA Tennessee államban található, az Oak Ridge National Laboratory-ban. Az érzékelő került a beton és vas árnyékolt alagút mintegy két tucat méterre a forrásból, amely termel neutron gerendák, de ugyanakkor van egy mellékhatása - neutrínó.
Mesterséges forrás SNS, ellentétben természetes forrásból neutrínók, különösen a földi légkör, vagy a nap, képes előállítani egy kellően nagy gerenda neutrínó detektor megragadni, de ugyanakkor elég kicsi a megjelenése koherens szórás. Ahogy a kutatók megjegyzik, az érzékelő és a forrás tökéletesen megfelelt egymásnak. Molekulák cézium-jodid reakciójával az szcintillátorok alakítjuk részecskék (más szóval, ezek újra kibocsátják az energiát a fény formájában). És lehetséges volt regisztrálni ezt a fényt. A standard modell szerint a muon neutrínók, az elektron neutrínók és a muon antineutrinok kölcsönhatásba lépnek a kristályokkal.
Ez a felfedezés fontos. És nem az, hogy a tudósok ismét megerősítették a világ fizikai képét, amely leírja a standard modellt. A koherens szétszóródásnak köszönhetően a tudósok remélik, hogy olyan eszközöket és módszereket fejlesztenek ki a nukleáris reaktorok megfigyelésére, amelyek segítenek a falakon keresztül látni, mi történik belülről. Ráadásul koherens szóródás történik mind a neutronban, mind a közönséges csillagokban, valamint a szupernóva-robbanások folyamatában. Így lehetőséget nyújt arra, hogy többet megtudjon a szerkezetükről és az életükről. A tudósok tudják, hogy a szupernóvák mélyén jelen lévő neutrínók a robbanás során megütik a külső héjat, és ez egy lökéshullámot képez, amely darabokra vágja a csillagot. A koherens szóródás miatt lehetséges egy hasonló kölcsönhatás magyarázata egy neutrínó és egy robbanó csillag anyag között.
Ezenkívül a WIMP-k - a sötét anyag elméleti részecskéi - kutatása során a kutatók az ütközésből és atommagokból eredő sugárzás rögzítésére támaszkodnak. Meg kell különböztetni a háttérektől, ami a neutrínók koherens szórását eredményezi. Ennek köszönhetően javítható a kriogén és egyéb detektorok segítségével a sötét anyagról nyert adatok javulása.