Penemuan neutrino merevolusi fizik. Berkat zarah-zarah asas ini, yang lahir dalam proses transformasi nuklear, adalah mungkin untuk menerangkan dari mana tenaga Matahari berasal dan berapa lama ia tinggal. RIA Novosti membincangkan mengenai ciri-ciri neutrino suria dan mengapa ia mesti dikaji.
Mengapa matahari bersinar
Ahli fizik telah meneka tentang kewujudan zarah asas misteri dengan cas sifar yang dikeluarkan semasa kerosakan radioaktif sejak tahun 1930-an. Saintis Itali Enrico Fermi menyebutnya sebagai neutron kecil - neutrino. Zarah ini (yang masih hipotesis) membantu memahami sifat cahaya Matahari.
Menurut pengiraan, setiap sentimeter persegi permukaan Bumi menerima dua kalori dari Matahari setiap minit. Mengetahui jarak ke bintang, tidak sukar untuk menentukan kecerahan: 4 * 1033 erg. Dari mana asalnya - soalan ini sudah lama tidak dijawab. Sekiranya matahari, yang terutama terdiri dari hidrogen, hanya terbakar, ia tidak akan wujud selama sepuluh ribu tahun. Memandangkan bahawa volume menurun semasa pembakaran, sebaliknya, Matahari harus dipanaskan oleh kekuatan graviti. Dalam kes ini, ia akan dipadamkan dalam kira-kira tiga puluh juta tahun. Dan kerana usianya lebih dari empat bilion tahun, maka ia mempunyai sumber tenaga yang tetap.
Sumber seperti itu pada suhu mengerikan di dalam bintang boleh menjadi reaksi peleburan helium dari dua proton yang memasuki nukleus hidrogen. Dalam kes ini, banyak tenaga haba dibebaskan dan satu zarah neutrino terbentuk. Berdasarkan ukurannya, Matahari dapat terbakar selama sepuluh miliar tahun sebelum akhirnya menyejuk, berubah menjadi raksasa merah.
Untuk yakin akan kesahihan hipotesis ini, perlu mendaftar neutrino yang lahir di dalam Matahari. Pengiraan menunjukkan bahawa sukar untuk melakukan ini, kerana zarah itu berinteraksi dengan bahan yang sangat lemah dan mempunyai kemampuan menembus yang luar biasa. Apabila ia dilahirkan, ia tidak bertindak balas dengan perkara lain dan sampai ke Bumi dalam masa lapan minit. Ketika matahari bersinar, setiap sentimeter persegi kulit kita dicucuk oleh sekitar seratus bilion neutrino sesaat. Tetapi kita tidak menyedari perkara ini. Aliran zarah dengan mudah melalui planet, galaksi, gugus bintang. Ngomong-ngomong, neutrino peninggalan yang lahir pada detik pertama Big Bang masih terbang di Alam Semesta.
Video promosi:
Terperangkap dengan racun, air dan logam
Walaupun inersi, neutrino kadang-kadang bertabrakan dengan atom jirim. Hanya ada beberapa acara seperti itu setiap hari. Sekiranya anda melindungi pengesan dari foton, sinaran kosmik, radioaktif semula jadi, maka hasil perlanggaran dapat didaftarkan. Inilah sebabnya mengapa perangkap neutrino diletakkan jauh di bawah tanah atau di terowong gunung.
Kaedah pertama untuk mendaftarkan neutrino suria dicadangkan pada tahun 1946 oleh ahli fizik Itali, Bruno Pontecorvo, yang bekerja di Dubna dekat Moscow. Dia menulis reaksi sederhana interaksi zarah dengan atom klorin, yang mengakibatkan kelahiran argon radioaktif. Pemasangan jenis ini dibina di makmal bawah tanah Homestake di AS, di mana neutrino suria direkodkan untuk pertama kalinya pada tahun 1970. Pada tahun 2002, ahli fizik Raymond Davies, yang mendapat keputusan ini, dianugerahkan Hadiah Nobel.
Vadim Kuzmin dari Institut Penyelidikan Nuklear, Akademi Sains Rusia, mencipta kaedah untuk mengesan laluan neutrino melalui larutan gallium. Hasil daripada perlanggaran zarah dengan atom unsur ini, germanium radioaktif terbentuk. Sejak tahun 1986, alat pengesan berdasarkan prinsip ini telah beroperasi di Baksan Neutrino Observatory (Caucasus Utara) sebagai sebahagian daripada eksperimen SAGE di AS.
Setahun sebelumnya, pengamatan neutrino telah dimulai di kemudahan Kamiokande di Jepun, di mana pengesannya adalah air, yang menyala biru ketika elektron dilahirkan. Inilah sinaran Cherenkov yang disebut.
Neutrinos suria hilang dan dijumpai
Ketika para saintis dari berbagai negara telah mengumpulkan data mengenai jumlah reaksi neutrino dengan bahan, ternyata mereka adalah dua hingga tiga kali lebih sedikit daripada yang disarankan oleh teori. Masalah kekurangan neutrino timbul. Untuk menyelesaikannya, diusulkan untuk menurunkan suhu Matahari dan secara amnya mengubah idea mengenainya. Ia mengambil masa tiga dekad untuk mencari jawapannya, dan bukannya muncul dengan model baru bintang kami, ahli fizik mencipta teori baru mengenai neutrino.
Ternyata dalam perjalanan dari bintang ke Bumi, zarah-zarah tersebut mampu bereinkarnasi dalam pelbagai modifikasi mereka. Fenomena ini disebut osilasi neutrino. Pada tahun 2015, Hadiah Nobel diberikan kerana pengesahannya, dan eksperimen di Baksan Neutrino Observatory memainkan peranan yang menentukan. Sekarang ia dirancang untuk membangun alat pengesan sejagat di sana, mendaftarkan semua jenis neutrino dan antineutrinos dari semua sumber: Matahari, pusat Galaksi, dari teras Bumi.
Sekiranya ahli fizik pada mulanya mempelajari neutrino untuk lebih memahami Matahari dan peleburan termonuklear yang berlaku di dalamnya, kini zarah asas ini telah menarik minat para saintis. Telah diketahui bahawa jisim neutrino sangat kecil, tetapi belum dikira secara pasti. Dan ini penting untuk memahami sifat jisim semesta yang tersembunyi. Kewujudan neutrino steril juga disyaki, berinteraksi dengan bahan hanya melalui graviti. Ahli astronomi mempunyai harapan yang tinggi untuk fizik neutrino, kerana ia membolehkan mereka melihat ke dalam bintang dan lubang hitam, untuk mengetahui tentang asal-usul angkasa. Rahsia neutrino terus difahami di banyak observatorium dunia, termasuk yang terdapat di perairan Tasik Baikal dan di glasier Antartika.
Tatiana Pichugina
