Нейтрино для чайников
Мы объясним лучше, чем ваша физичка
Нейтрино? Нет, не слышали
Нейтрино является одной из самых маленьких частиц во вселенной, а правительства стран тратят астрономические суммы на её изучение. Но что же в ней такого особенного? Все дело в уникальных характеристиках.
В чём прикол?
Нейтрино обладает уникальными физическими особенностями:
1
Скорость
Скорость излучения нейтрино близка к световой (долгое время существовал миф о том, что его скорость превышает скорость света)
2
Уникальное излучение
Излучение нейтрино «всепронизывающе» и проходит через материю, как школьный курс физики через голову школьника- абсолютно бесследно
3
Возникновение
Нейтрино возникает при реакции ядерного синтеза.
Нейтринный детектор «Супер-Камиоканде» © Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo
Из истории нейтрино
В 20-ые годы прошлого века физики столкнулись с исчезновением энергии при бета распаде частицы, что немного нарушало закон сохранения этой самой энергии. А в научной традиции того времени, за подобные заявления, мол, кажется, фундаментальный закон научного познания не работает, вполне можно было получить строгое порицание коллектива в крайних формах, хотя своих клоунов хватало. И стало страшно интересно, просто страшно стало тоже, хотя и были те кто высказывал предположение о несостоятельности классических законов в элементарном (не простом, а состоящем из элементов) мире. Но дело спас молодой и амбициозный физик по имени Вольфган Паули, который предположил существование нейтрино, то есть мельчайшей частицы, которую проблематично обнаружить из-за её нейтральности (собственно слово «нейтрино» и является производным от слова «нейтральность»). В последствии наш Вольфган за свою смышлёность получит Нобелевскую премию 1945 года.
Вольфган Паули
Wikipedia
Швейцарский физик-теоретик. Внёс существенный вклад в современную физику, в особенности в квантовую. Лауреат Нобелевской премии по физике.
Ш
D
Однако существование нейтрино долгое время оставалось только в теории. Сам первооткрыватель, Вольфган, высказывал сомнения в его существовании, и даже заключил пари со своим научным коллективом, что при его жизни нейтрино не будет найден. Однако здравоохранение Швейцарии нанесло ему сокрушительное поражение, и он дожил до 1956 (умер в 1958), когда нейтрино был экспериментально обнаружен Фредериком Райнесом, который смог зарегистрировать поток частиц исходящий от ядерного реактора (в первоначальном плане Фредерика было использование атомного взрыва, но власти США, видимо из чистой вредности, бомбу не дали).
Фредерик Райнес
Wikipedia
Американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике за открытие нейтрино.
Как так?
Излучение нейтрино улавливается с помощью нейтринного телескопа, который состоит из резервуара с водой без примесей и светочувствительных рефлекторов, когда излучение нейтрино проходит через воду, то сталкиваясь с молекулами производит слабую вспышку света, который улавливают рефлекторы (да, когда я сказал, что нейтрино проходит через материю бесследно, я соврал, но только ради твоего блага читатель!). Из силы и периодичности этих вспышек можно сделать выводы о возрасте излучения и его происхождении.
В общем, охарактеризовать процесс «ловли» нейтрино лучше
всего словами первооткрывателя частицы
всего словами первооткрывателя частицы
«Ох, лучше не думать обо всём этом, как и о новых налогах»
©Вольфган Паули
Зачем, а главное для чего?
Из перечисленных свойств нейтрино происходят и его практические методы использования:
1
Обнаружение источников ядерного синтеза и их идентификация. Может использоваться как для изучения космических объектов (к примеру звёзд, конкретней- Солнца), но гораздо актуальней будет использовать, как устройство слежения за особо дружелюбными соседями, которые могут обзавестись ядерными технологиями, и по своему радушию слишком рьяно хотят одарить вас свободой, равенством, братством и идеями Чучхе.
2
Передача информации с помощью искусственного излучения нейтрино. Может осуществляться с помощью множества малых реакций ядерного синтеза. Преимущества такого средства связи в дальности, скорости и надёжности сигнала, чем не может похвастаться радиосвязь.
3
Нейтринная астрономия. Поскольку нейтрино почти не взаимодействует с материей, то его излучение мало подвержено изменению и, следовательно, хранит более точные данные о космических событиях, нежели свет или радиоволны. Для отделения нейтрино, от подобных ему, но менее полезных излучений для анализа берётся излучение проходящее через земное ядро, из-за чего все нейтринные телескопы находятся под землёй или на большой глубине (как российский телескоп Байкал).
На фото изображён японский нейтринный телескоп Super-Kamiokande. Эта огромная установка находится в алюминиевой шахте на глубине около одного километра. Вода в резервуаре настолько чистая, что попадая на поверхность тела начинает разъедать ткани организма, так же был зарегистрирован случай, когда в течении пятилетнего срока в резервуаре полностью растворился гаечный ключ. Для забывчивого читателя напомню: вода является универсальным растворителем.
За нейтрино-технологиями однозначно ближайшее будущее астрономии, в то время как для других интересов человечества нейтрино ещё не приспособлено, и остаётся лишь надеяться на прогресс.
Для особо любопытствующих
Специально для тех, кто хочет продолжить изучение темы, мы указываем сайты по теме, которые использовались нами при создании статьи
http://nuclphys.sinp.msu.ru/neutrino/uen/index.html
https://search.rsl.ru/ru/record/01009661617
http://letopis.msu.ru/content/mgu-2012-nauchno-issledovatelskiy-institut-yadernoy-fiziki-im-dv-skobelcyna
Спасибо за то, что прочли нашу статью. Мы надеемся, что вам было всё понятно и мы смогли вас заинтересовать в удивительном мире науки.
Над текстом работали:
1)ssssstt
2)Morningstar
3)Садовод
4)vishaa
