Fyzici pokračujú v pátraní po záhadnej forme „duchových častíc“

Dalibor Životič/Shutterstock

S hmotnosťou blízkou nule a bez elektrického náboja sa subatómová častica nazývaná a neutrína je tak ťažké odhaliť, fyzici ho označujú ako a duchovná častica .

Ale jeho nepolapiteľnosť nie je ničím v porovnaní s ešte podivnejším typom duchovných častíc, o ktorých sa predpokladá, že existujú -sterilné neutríno. Zatiaľ všetky snahy nájsť sterilné neutrína prišli s prázdnymi rukami a výskumníci práve oznámili že posledný pokus nie je iný.

Je lákavé vzdať sa nádeje, ale dokázať, že sterilné neutríno skutočne existuje, by mohlo zásadne zmeniť fyziku a spôsob, akým vidíme vesmír, takže stojí za to aspoň ďalší pokus.



Fyzici z Ústav pre základné vedy v Južnej Kórei zriadili Neutrínový experiment pre osciláciu na krátkej základnej línii (NEOS), aby zistili, či dokážu vybrať sterilné neutrína z búrky častíc emitovaných z jadra jadrovej elektrárne Hanbit v meste Yeonggwang.

Neutrína nie sú pre nič za nič prezývané duchmi – aj keď patria do rovnakej skupiny častíc ako elektróny, nenesú elektrický náboj.

To znamená, že jediným spôsobom, ako môžu neutrína interagovať s inými časticami, je gravitácia a slabá jadrová sila .

Keďže ichhmotnosť je taká maláKedysi sa to považovalo za nulu, jediný praktický spôsob, ako ich odhaliť, je počkať, kým jeden narazí na protón alebo neutrón v jadre atómu a spôsobí reakciu.

Aj keď existuje nespočetné množstvo neutrín vylúčených z jadrových reakcií vo vnútri nášho Slnka a vzdialených hviezd, a to doslova miliardy týchto vecí prechádzajú cez vás každú sekundu, prakticky nikto z nich sa na ceste ani nezastaví.

Aby fyzici vo vesmíre objavili neutríno, používajú obrovské podzemné nádrže s vodou obklopené fotodetektormi, ktoré dokážu odhaliť vzácne záblesk žiarenia emitované, keď sa neutríno zrazí s jednou zo subatómových častíc vo vode a spôsobí uvoľnenie elektrónu.

V šesťdesiatych rokoch fyzici prišli na to, že neutrína prichádzajú v troch formách alebo „príchutiach“ – elektrónové neutrína, tau neutrína a miónové neutrína.

Experimenty s neutrínami vylievajúcimi sa zo Slnka rýchlo nasledovali po ich objave, ale čísla sa celkom nezhodovali s modelmi – polovica až dve tretiny neutrín s elektrónovou príchuťou zrejme chýbali.

Ako keby neutrína neboli dosť záludné, neskôr sa to zistilo že neutrína počas letu menia príchute, čo vysvetľuje, kam sa podeli chýbajúce elektrónové neutrína.

Výskum v Los Alamos v deväťdesiatych rokoch tiež odhalili niečo trochu nezvyčajné v osciláciách neutrína, čo naznačovalo možnosť neutrína, ktoré nám celkom chýbalo.

Ďalší experiment v roku 2011 zistili aj možnú medzeru vo svojich výsledkoch, pričom približne O 7 percent menej neutrín merané, než sa predpokladalo, čo naznačuje štvrtú príchuť.

Technicky pre neutrína nemajú žiadny poplatok Fyzici odhadujú, že by už nemal byť priestor pre žiadnu inú príchuť neutrína... pokiaľ sa nesprávali trochu inak.

Elektrónové, miónové a tau neutrína sú to, čo sa označuje ako ľavotočivé, čo je vlastnosť ich moment hybnosti . Iné častice tejto povahy majú pravotočivý tvar, takže je prirodzené predpokladať, že neutrína budú tiež.

Ďalšou črtou tohto záhadného hypotetického neutrína je jeho úplná absencia interakcie so slabou jadrovou silou, vďaka čomu je efektívne „sterilné“.

Takže ak sú „aktívne“ neutrína duchovia, sterilné neutrína sú tým, čím sa duchovia stanú po smrti.

Vedci z NEOS povzbudení týmito výsledkami postavili malý detektor elektrónových neutrín za hrubou stenou oloveného tienenia len 24 metrov (8 stôp) od rádioaktívneho jadra v nádeji, že zaznamenajú vzor medzi 5 x 10^20 neutrínami, ktoré sa vyliali von. reaktora každú sekundu.

Ústav pre základné vedy

Po porovnaní svojich výsledkov s teoretickými výpočtami a číslami z iných experimentov NEOS nedokázal poskytnúť konkrétny dôkaz existencie sterilného neutrína.

Nie že by samotný experiment bol stratou času – po prvé, našli vo svojich údajoch zvláštny „výskok“, ktorý by mohol znamenať neočakávané množstvo neutrín pri energii 5 MeV, hoci význam tohto nárastu je ešte treba potvrdiť.

Výsledky tiež nastavujú nové hranice pre hľadanie častice, čím obmedzujú oscilácie, ktoré menia elektrónové neutrína na sterilnú príchuť.

Bolo predpovedané, že sterilné neutrína byť rovnako masívne ako neuveriteľných 10^15 GeV alebo tak ľahké ako len 1 eV, pričom hypotetická ťažká verzia bola kedysi považovaná za kandidáta na temná hmota , niečo, čo tvorí 80 percent vesmíru a napriek tomu stále uniká stotožneniu.

Anpokúsiť sa rozpoznať znakysterilných neutrín na južnom póle IceCube Neutrino Observatory minulý rok dospeli k záveru, že sú „ takmer isté “ častica neexistuje.

Ďalšie experimenty v Čína a projekt tzv MINOS vo Fermi National Accelerator Laboratory v USA tiež nič nenašli.

Nie že by sa tím za NEOS tak ľahko vzdával.

'Tieto výsledky neznamenajú, že sterilné neutrína neexistujú, ale že ich nájdenie je náročnejšie, ako sa doteraz predpokladalo,' povedal výskumník Oh, keď .

Pretože ak je jedna vec, ktorú budete potrebovať, aby ste ulovili ducha ducha, je to trpezlivosť a zdravá dávka optimizmu.

Tento výskum bol publikovaný v r Fyzické prehľadové listy .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.