четверг, 28 марта 2024

Физики впервые увидели, как нейтрино сталкивается с ядром атома



Физики впервые увидели, как нейтрино сталкивается с ядром атома

3 Августа 2017

МОСКВА, 3 августа Российские и зарубежные физики впервые смогли зафиксировать столкновения нейтрино с ядрами атомов, наблюдения за которыми подтвердили общепринятые теоретические выкладки об их поведении, говаривается в статье, опубликованной в журнале Science.

Почему это открытие мы совершили только сегодня, а не 43 года назад? То, что происходит во время этого столкновения, почти невозможно найти. В целом, его последствия можно сравнить с тем, что происходит с шаром для боулинга, когда по нему ударяет шарик от пинг-понга. Даниель Фридман, растворивший это взаимодействие на уровне системы, писал, что жидкая частота столкновений и шумы вряд ли позволят его увидеть, рассказывает Хуан Коллар (Juan Collar) из университета Чикаго (США).

Коснуться признака

Нейтрино представляют собой мельчайшие азбучные частицы, которые общаются с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых согласований, проявляющихся лишь на расстояниях, существенно меньше размеров ядра атома. В середине минувшего века ученые открыли три вида таких частиц тау, мюонные и электронные нейтрино и их злые близнецы -антинейтрино.

Нейтрино, благодаря их малым размерам и необычным свойствам, фактически всегда пролетают сквозь любые формы материи – если взять брус свинца длиной в световой год, что равно примерно 1, 5 триллионов километров, и пропустить через него поток данных частиц, лишь половина из них не достигнет его каюка. По этой причине нейтрино часто называют частицами- призраками.

Тем не менее, столкновения нейтрино и атомов все же должны происходить – при определенных условиях, как выяснил известный американский ядерщик Даниель Фридман еще в 1974 году, нейтрино будет работать с ядром атома, одновременно обмениваясь со всеми его нуклонами и нейтронами так называемыми Z-бозонами, переносчиками импульса.

В результате этого нейтрино отскочит от ядра атома, а все ядро атома получит добавочный импульс и начнет двигаться в противоположную сторону, подобно другому, что происходит со сталкивающимися бильярдными шарами.

Нейтрино, как выяснилось впоследствии, может сталкиваться с материей и иными путями, однако подобные коллективные взаимодействия всех нейтронов и протонов внутри ядер и одиночных нейтрино, как показывали расчеты Фридмана, должны происходить чаще всего. Несмотря на это, ученые безуспешно искали их более 40 лет.

Размер не имеет значения

Эта проблема была решена Колларом и его коллегами, в том числе российскими физиками из Института Курчатова, Института абстрактной и экспериментальной физики РАН и ряда других научных организаций, благодаря неортодоксальному подходу к поимке нейтрино – они не стали увеличивать размеры детекторов, как обычно поступают ученые при наблюдениях за частицами- призраками, а уменьшили его.

Как заметили ученые, повышение кучности и интенсивности ресурса нейтрино позволяет добиться заметно большой частоты столкновения частиц с атомами и увеличить вероятность обнаружения их следов по сравнению с увеличением габаритов и массы самого обнаружителя.

Другим секретом успеха крупных и американских физиков стало то, что они не стали использовать ядра тяжелых элементов, традиционно лучше взаимодействующие с нейтрино, а относительно легкий поллуцит, за колебаниями ядра которого было проще наблюдать. Благодаря этому Коллар и другие участники коллаборации COHERENT смогли уменьшить обнаружитель до почти карманных размеров и решили загадку почти полувековой древности.

Собрав несколько десятков таких детекторов, ученые разместили их в коридоре рядом с источником нейтронов в Национальной лаборатории Оак-Ридж, поднятой в штате Теннесси в разгар второй мировой войны для создания атомной бомбы. Этот переход, как отмечают Коллар и его коллеги, экранирован многометровым слоем бетона и гальки, благодаря чему он не пропускает нейтроны из реактора, но не препятствует движению рекордно густого потока нейтрино, рождающихся в этой установке.

Наблюдая за свечением кристаллов, внутри которых располагались атомы цезия, на протяжении 15 месяцев, физикам уродилось доказать, что эти вспышки света возникали в результате столкновения пучков нейтрино с ядрами металла и передачи части кинетической энергии частиц-призраков неподвижному цезию.

Эти столкновения, как отмечают исследователи, в целом происходили так, как предсказывает Стандартная модель. С другой стороны, Коллар и его коллеги считают, что дальнейшие наблюдения за подобными столкновениями все же могут вывести ученых на следы новой физики, а также позволят понять, какую роль нейтрино играют в рождении сверхновых и других трагических событий в космосе.


Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Учебная нагрузка для детей должна быть разумной, отметил президент




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Путин заявил, что у России нет недружественных стран

ТОРЖОК (Тверская область), 27 марта У России нет недружественных стран, есть недружественные накипи этих стран, заявил президент РФ Владимир Путин. Президент РФ прикинул, что в европейской культуре есть много хорошего, однако в современной жизни этих стран присутствует и много проблем. Он добавил, … Прочитать