Neutrino sombiny: famaritana, fananana, famaritana. neutrino oscillations - izany ...

Neutrino - ny fototra sombiny izay tena mitovy ny elektronika, nefa tsy manana herinaratra fiampangana. Izany dia tena kely bahoaka, izay mety ho aotra mihitsy aza. Avy amin'ny faobe ny neutrino miankina amin'ny hafainganam-pandeha. Ny maha samy hafa ny tonga ara-potoana sy ny sombiny andry dia 0,0006% (± 0,0012%). Tamin'ny 2011, izany dia naorina nandritra ny tantara an-kira ny velocity andrana izay mihoatra ny hafainganam-pandehan'ny hazavana neutrinos, fa tsy miankina amin'ny zava-nitranga io dia tsy voamarina.

Ny saro-takarina sombiny

Izany no iray amin'ireo poti fahita indrindra eo amin'izao rehetra izao. Koa satria interacts firy amin'ny resaka, dia sarotra ny mamantatra mampino. Elektrôna sy ny neutrinos tsy mandray anjara amin'ny hery nokleary ny mahery, nefa koa handray anjara amin'ny malemy. Poti manana fananana toy izany dia antsoina hoe leptons. Ankoatra ny elektronika (positron sy antiparticle), niresaka momba ny voampanga leptons muon (200 elektronika bahoaka), Tau (3500 elektronika bahoaka), ary ny antiparticle. Izy ireo hoe: elektronika, muon sy ny Tau neutrinos. Tsirairay amin'izy ireo dia manana singa antimaterial, niantso ny antineutrino.

Muon sy ny Tau, toy ny elektronika, manana poti miaraka aminy. Tsy muon sy Tau neutrinos. Telo karazana ny poti tsy mitovy amin'ny samy izy. Ohatra, rehefa mifandray amin'ny muon neutrinos ny ampinga lehibe, dia foana sy tsy mamokatra muons Tau, na elektrôna. Ao amin'ny fanehoan-kevitra ny poti, na dia elektrôna sy ny elektronika neutrinos dia nohariana sy rava, ny vola mbola niova. Izany zava-misy iray mitarika ho amin'ny fisarahana leptons ho telo karazany, ny tsirairay avy izay manana ny voampanga leptons sy miaraka neutrino.

Mamantatra izany sombiny maintsy tena lehibe ary tena saro-pady detectors. Amin'ny maha-fitsipika, miaraka amin'ny ambany angovo neutrinos dia handeha ny jiro taona maro ny fifandraisana amin'ny raharaha. Noho izany, fanandramana rehetra niaraka taminy tany miantehitra amin'ny fandrefesana ny ampahany kely iray izay interacts amin'ny tsoratra ny antonony ny habeny. Ohatra, ao amin'ny neutrino Observatory Sudbury, misy 1.000 taonina mavesatra ny rano mandalo amin'ny detector momba 1012 neutrinos masoandro isan-tsegondra. Ary hita afa-tsy 30 isan'andro.

History of baovao

Wolfgang Pauli postulated voalohany ny fisian'ny poti tamin'ny 1930. Tamin'izany andro izany, nisy ny olana, satria toa ny angovo sy ny angular vahana dia tsy voatahiry ao amin'ny beta simba. Fa Pauli nanamarika fa raha misy tsy avoakan'ny neutrinos fifandraisany tsy miandany sombiny, ny angovo fikajiana ny lalàna dia ho hitan'ny. Zavatra fizika Enrico Fermi tamin'ny 1934 lasa ny teoria beta simba, ary natolony azy koa ny anaran 'ny sombiny.

Na dia eo aza ny faminaniana rehetra nandritra ny 20 taona, dia tsy azo neutrinos hita tamin'ny andrana noho ny malemy fifandraisana amin'ny resaka. Satria ny poti dia electrically nandrara, tsy manao herinaratra tafika, ary, noho izany, tsy hahatonga ionization ny fananany. Ankoatra izany, izy ireo rehefa miaraka amin'ny fananana fifandraisana malemy raha tsy amin'ny alalan'ny hery kely. Noho izany, izy ireo indrindra subatomic poti paka afaka nandalo lehibe maro ny ataoma tsy mahatonga misy fanehoan-kevitra. 1 ihany no ho 10 arivo tapitrisa amin'ireo poti mandeha amin'ny lamba avy lavitra mitovy ny savaivony amin'ny tany, ataony amin'ny prôtôna na neutron.

Farany, tamin'ny 1956 vondrona Amerikana fizika, tarihin'ny Frederick Reines nitatitra ny nahitana ny elektronika antineutrino. Ao amin'ny fanandramana nokleary dia antineutrinos reactor erỳ ry zareo, tamin'ny fihetsiky ny proton, mamorona netrôna sy positrons. Tsy manam-paharoa (ary tsy fahita firy) angovo sonia ny farany by-vokatra no porofo ny fisian'ny ny sombiny.

Eo am-pamohana nandidy leptons muons dia ny hanombohana ny manaraka famantarana ny karazana faharoa neutrinos - muon. Ny famantarana dia notanterahina tamin'ny 1962 teo amin'ny fototry ny vokatry ny fanandramana eo amin'ny sombiny Mandehana mafimafy kokoa. High-angovo niforona neutrinos muons simba ny Pi-mesons sy mivantana ny detector ka nila azo atao ny mandinika ny fihetsiny amin'ny harena. Na dia eo aza ny zava-misy fa izy ireo dia tsy reactive, ary koa ny karazana poti hafa, dia hita fa amin'ny toe-javatra tsy fahita firy rehefa rehefa miaraka amin'ny prôtôna na netrôna, muons, neutrinos muons, fa tsy elektrôna. Tamin'ny 1998, fizika Amerikana Leon Lederman, Melvin Schwartz sy Dzhek Shteynberger no nahazo ny loka Nobel tamin'ny Fizika ny famantarana ny muon-neutrinos.

Tamin'ny tapaky ny taona 1970, ny neutrino fizika nahazo voampanga iray hafa karazana leptons - Tau. Tau-neutrino sy ny Tau-antineutrinos Nifandray tamin'ny lepton nandidy fahatelo ity. Tamin'ny 2000, fizika ao amin'ny National Laboratory Accelerator. Enrico Fermi nitatitra ny andrana voalohany porofo ny fisian'ny karazana poti ity.

lanja

Neutrinos karazana rehetra manana faobe, izay kely be noho ny an'ny mpiara-miombon'antoka ny voampanga. , Ohatra, mampiseho fa fanandramana ny faobe ny elektronika-neutrino tokony ho latsaky ny 0,002% ny elektronika bahoaka sy ny isan'ny vahoaka ny telo karazana ho ambany noho 0,48 Ev. Ny eritreritra nandritra ny taona maro fa ny faobe ny sombiny dia aotra, na dia tsy nisy porofo mandresy lahatra teorika, nahoana no tokony ho toy izany. Avy eo, tamin'ny 2002, ny Sudbury Neutrino Observatory no nahazo ny voalohany porofo mivantana fa elektronika neutrinos avoakan'ny ny nokleary fanehoan-kevitra ao amin'ny fototry ny masoandro, raha toa ka hamaky azy, manova ny karazana. Toy izany "oscillations" neutrino azo atao raha toa ny iray na maromaro ny poti manana faobe kely. Ny fampianarana ny fifandraisana ny cosmic fay Teto An-tany ny atmosfera koa ny maneho ny fisian'ny faobe, fa fanandramana koa no ilaina mba marina kokoa mamaritra izany.

loharanom-baovao

Natural loharanom-neutrinos - ny radiôaktifa simba ny singa ao anatin'ny tany, izay avoakan'ny amin'ny lehibe mikoriana izay ambany-angovo elektronika-antineutrino. Supernovae koa advantageously neutrino tranga, satria ireo ihany no afaka miditra poti hyperdense namorona fitaovana amin'ny kintana nianjera; afa-tsy ampahany kely ny angovo dia niova fo ho amin'ny mazava. Kajikajy mampiseho fa tokony ho ny 2% ny masoandro hery - ny angovo niforona neutrinos amin'ny fihetseham-po ny niokleary Fusion. Azo inoana fa ny ankamaroan'ny raharaha ny maizina rehetra izao dia natao, dia ny neutrinos novokarina nandritra ny Big Bang.

Fizìka olana

Areas mifandraika amin'ny neutrino astrophysics, ary isan-karazany ary nivoatra haingana. Current olana izay mahasarika ny maro ny andrana sy ny ezaka teorika, izao manaraka izao:

• Inona avy ireo neutrino samihafa vahoaka?
• Ahoana no vokany eo mpandinika momba, ny Big Bang?
• oscillate izy ireo?
• Afaka iray karazana neutrino mivadika ho iray hafa rehefa mandeha amin'ny alalan'ny raharaha sy ny habaka?
• Raha jerena ifotony dia neutrinos hafa noho ny antiparticles?
• Ahoana Kintana hirodana ny hanangana Mipoaka ny?
• Inona no anjara asan'ny neutrinos in mpandinika?

Ny iray amin'ireo olana longstanding tena mahaliana dia ilay antsoina hoe masoandro neutrino olana. Io anarana io dia manondro ny zava-misy fa maro etỳ an-tany nandritra ny fanandramana natao tao anatin'ny 30 taona, foana nahita ny poti kely noho ilaina mba hamokarana ny angovo soritra ny masoandro. Ny iray mety ho vahaolana dia ny oscillation, izany hoe. E. Ny fanovana ny elektronika neutrinos mba muon na Tau mandritra ny nankany an-tany. Koa mainka sarotra ny handrefy ambany-angovo muon na Tau neutrinos, ity karazana fiovana dia manazava hoe nahoana isika no tsy mahita ny habetsaky ny poti tsara eto an-tany.

Loka Nobel Fahefatra

Loka Nobel in Fizika 2015 dia nahazo an'i Takaaki Kaji sy Arthur MacDonald noho ny mamantatra ny neutrino bahoaka. Io no fahefatra loka toy izany koa mifandray amin'ny andrana fandrefesana ireo poti. Misy olona mety ho liana amin'ny fanontaniana ny nahoana isika no tokony hikarakara be dia be momba ny zavatra iray izay zara raha mifandray amin'ny olon-tsotra izany.

Ny zava-misy fa afaka mamantatra ireo poti ephemeral, dia fanekena ny fahaizan'ny olombelona. Koa satria ny fitsipiky ny atsangana hitondra Milina, probabilistic, dia fantatsika fa, na dia eo aza ny zava-misy fa saika neutrinos rehetra hamaky ny tany, ny sasany amin'izy ireo dia mifandray amin'izany. Ny detector dia afaka ampy habeny Voasoratra ara-panjakana lehibe.

Ny voalohany fitaovana toy izany naorina tany amin'ny sixties, lalina ao amin'ny tany South Dakota ahy. Ny lavaka feno tamin'ny 400 arivo amby iray alina. L ranon-javatra fanadiovana. Tao amin'ny iray eo ho eo ny sombiny neutrino interacts isan'andro miaraka Ny tsivaky ny chlore, mamelombelona eo an-argon. Mampino, Raymond Davis, izay tompon'andraikitra ny detector, namorona ny fomba ny mamantatra ny maro argon ataoma, ary efa am-polony taona tatỳ aoriana, tamin'ny 2002, noho izany injeniera Feat mahagaga dia nahazo ny loka Nobel.

astronomia vaovao

Satria mifandray neutrinos ka natahotra, dia afaka mandeha lavitra be. Izy ireo manome antsika topimaso ho any an-toerana fa raha tsy izany izahay, fa tsy nahita. Neutrinos hita Davis, niforona ho toy ny vokatry ny nokleary fanehoan-kevitra izay nitranga ao am-pon'ny ny masoandro, ary dia afaka ny handao mampino izany mikitroka sy ny seza mafana fotsiny izy ireo, satria tsy mifandray amin'ny hafa izany. Azonao atao mihitsy aza mamantatra neutrinos avoakan'ny avy amin'ny foibe iray kintana nipoaka teny lavitra mihoatra ny iray hetsy hazavana-taona avy any an-tany.

Ankoatra izany, ireo poti ho azo tanterahina ny hitandrina izao rehetra izao amin'ny sehatra kely dia kely, kely lavitra noho ny tao, izay afaka mijery any an-Large Hadron Collider any Geneva, dia nahita ny Higgs boson. Izany no antony fa ny Nobel nanapa-kevitra ny Komitin'ny loka ny loka Nobel ho amin'ny nahitana ny neutrino hafa karazana.

zava-miafina tsy fahampian'ny

Rehefa nahita masoandro Davis Ray neutrinos, dia nahita afa-tsy ny ampahatelon'ny ny andrasana dia be. Ny ankamaroan'ny fizika mino fa ny antony fa ity no malahelo fahalalana ny astrophysics ny Masoandro angamba namirapiratra subsoil modely ampianarina hahalala ny vola vokarina any amin'ny neutrino. Na izany aza, nandritra ny taona maro, na dia taorian'ny modely ny masoandro efa kokoa, ny fahampiam sisa. Fizika efa nihaino Na hoe: ny olana mety misy ifandraisany amin'ny ny fomba fijery ireo poti. Araka ny teoria, dia tsy naharesy izy ireo dia manana ny lanjany. Fa ny sasany fizika no nilaza fa raha ny marina ny poti manana faran'izay bahoaka, ary izany no antony faobe ny tsy.

Telo-miatrika sombiny

Araka ny teoria ny neutrino oscillations, eo amin'ny natiora, dia misy karazany telo samy hafa ireo. Raha sombiny manana bahoaka, manosika izany na tsy izany dia mety handeha avy amin'ny karazana iray hafa. Telo karazana - elektrôna, muons sy ny Tau - ao amin'ny fifandraisana miaraka amin'ny fananany dia afaka hiova fo ho amin'ny mifanaraka voampanga sombiny (elektronika sy ny muon Tau leptons). "Oscillation" dia noho ny atsangana hitondra Mechanics. neutrino karazana tsy tapaka. Tsy miova rehefa mandeha ny fotoana. Neutrinos, izay nanomboka ny fisiany toy ny e-mail, no mahasakana ho muon, ary avy eo niverina. Noho izany, sombiny, niforona tao amin'ny fototry ny masoandro, teny an-dalana ho any amin'ny Tany azo tsindraindray navadika ho muon neutrinos sy ny mifamadika amin'izany. Koa satria afaka mamantatra Davis detector ihany no elektronika-neutrinos, izay mety hitarika ho amin'ny nokleary transmutation ny chlore ao argon, dia toa azo atao fa ny tsy hita neutrino niova ho karazany hafa. (Raha ny fandehany fa ny neutrinos oscillate ao amin'ny Masoandro, fa tsy teny an-dalana ho any amin'ny Tany).

The Canadian fanandramana

Ny hany fomba hizaha toetra izany dia ny mamorona detector izay niasa ho telo karazana neutrinos. Nanomboka avy any amin'ny taona 90 Arthur McDonald ny Queen ny University any Ontario, dia nitondra ny ekipa, izay tanterahina ao amin'ny mine in Sudbury, Ontario. Fametrahana taonina mavesatra misy rano, nanome bola avy amin'ny Governemantan'i Kanada. Heavy rano tsy fahita firy, fa ny voajanahary mitranga endriky ny rano, izay misy ny hidrôzenina proton iray dia soloina ny mavesatra isotope deuterium, izay ahitana ny proton sy neutron. Stockpiled governemanta Kanadiana rano be, m. K. izy io ampiasaina ho toy ny coolant ao amin'ny reactor nokleary. Telo karazana neutrinos dia afaka mamotika deuterium mba hanangana prôtôna sy netrôna, ary avy eo ny netrôna isaina. Detector voasoratra anarana tokony ho in-telo ny isa raha oharina amin'ny Davis - ny vola mihitsy izay tena mialoha ny Masoandro modely. Izany dia toa manondro fa ny elektronika-neutrinos afaka oscillate amin'ny karazana hafa.

Anarana fanandramana

Manodidina izany fotoana izany, Takaaki Kadzita avy amin'ny Anjerimanontolon'i Tokyo nitarika iray hafa miavaka fanandramana. A detector nitaingina tao amin'ny lavaka tany Japon avy ao neutrinos tsy avy amin'ny afovoan-masoandro, sy ny rivo-piainana ambony. In proton fifandonana ny cosmic fay ny rivotra dia namorona ranonoram-baratra any poti hafa, anisan'izany ny muon neutrinos. Ao amin'ny ahy izy ireo miova fo ny hidrôzenina nuclei in muons. Detector Kadzity afaka mahita poti avy amin'ny toro-lalana roa. Ny sasany dia voafafy avy any ambony, avy amin'ny rivotra, ny hafa kosa dia mifindra avy amin'ny ambany. Ny isan'ny poti dia hafa, dia niresaka momba ny maha samy hafa - izy ireo tamin'ny foto-kevitra samy hafa ao amin'ny oscillatory tsingerin'ny.

Revolisiona in Science

Izany vahiny sy mahagaga rehetra, fa nahoana neutrino oscillations sy ny faobe misarika ny saina be dia be? Ny antony dia tsotra. Ao amin'ny fitsipika fototra sombiny modely ny fizika, mandroso nandritra ny dimam-polo taona farany tamin'ny taonjato faharoa-polo, izay mamaritra tsara ny hafa rehetra ao amin'ny accelerators fandinihana sy ny fanandramana, ny neutrinos dia ho massless. Ny fahitana ny neutrino bahoaka dia midika fa misy zavatra no tsy ampy. Ny Standard Model dia tsy tanteraka. Nanjavona singa mbola tsy hita - miaraka amin'ny fanampian'ny ny Large Hadron Collider na ny hafa, dia tsy mbola namorona milina virtoaly.