Что такое нейтрино

Что такое нейтрино

Что такое нейтрино? Это что-то неуловимое, что все пытаются поймать; что-то, не имеющее массы, что все пытаются взвесить. На самом деле масса у нейтрино есть, так как эта элементарная частица все же взаимодействует с материей, хоть и на таком уровне, что высчитать ее практически невозможно. Нейтрино относятся к классу лептонов и имеют полуцелый спин.

Если узнать массу одной частицы нейтрино, мы сможем определить данный показатель для всех, а также их плотность. В свою очередь это позволит более близко изучить массу всей Вселенной, которая активно используется в космологии и является основой большого количества вычислений. Почему же вычислить массу нейтрино так сложно? Потому что она на столько мала, что их проникающая способность чуть ли не безгранична. Данные частицы могут свободно пройти насквозь свинцовой пластины толщиной в сотню-другую световых лет, а звезды для них и вовсе как будто прозрачны. Ежесекундно каждый сантиметр нашего тела пронизывают 60 миллиардов нейтрино, посылаемых Солнцем. Вот и представьте, на сколько мала масса этих если они буквально проходят через нас насквозь в таких немыслимых количествах без каких-либо ощущений с нашей стороны.

Нейтрино, в переводе с итальянского языка, означает «маленький нейтрон» или «нейтрончик». Впервые об этих частицах заговорил швейцарский физик-теоретик Вольфганг Эрнст Паули в 1930 году. Он предположил, что при бета-распаде нейтрона на протон и электрон законы сохранения энергии не могут выполняться без наличия еще одной частицы.

Существование новой неизвестной частицы было доказано экспериментально лишь спустя 26 лет после этого, за два года до смерти самого Паули.

Солнечные нейтрино

Что есть Солнце по своей сути? Звезда, а еще неимоверно большой термоядерный реактор. Вследствие этого он формирует немыслимое количество данных элементарных частиц. Солнечные «атаки» нейтрино фиксируются по всей планете с конца 60-ых годов прошлого века. Однако, даже с этим не все так просто. Ведь конечное количество частиц, достигающих Земли меньше, чем описывает модель поведения солнечных процессов. Данная загадка не решена до сих пор, поэтому принято считать, что по пути к нам часть нейтрино изменяется под действием каких-то других процессов, отчего превращается в другие виды этих частиц.

Более того, это предположение уже почти подтверждено экспериментальным путем в специальной нейтринной обсерватории, расположенной в Канаде на глубине в два километра под землей. Ученым удалось уловить там все типы нейтрино, и лишь третья часть из них оказалось электронными, что подтверждает их трансформацию из одного вида в другой.

Солнечные нейтрино
Солнечные нейтрино

Скорость нейтрино не быстрее света

Уже в наше время научное сообщество всколыхнуло заявление о том, что нейтрино движутся быстрее света. Европейская организация по ядерным исследованиям, называемая просто ЦЕРН, провела исследования на ускорителе, которые показали превышение скорости света на несколько тысячных долей процента: 0,00248%. Но все это оказалось лишь неисправностью оборудования. Как бы это глупо ни звучало, но в лаборатории просто «кабель отошел», а радостные ученые уже пошли трубить об этой «сенсации».

Где применяют

Нейтринная астрономия. Это не то что бы область применения, а скорее, изучения. Данная наука исследует нейтринные излучения, которые поступают к нам не от нашей звезды, а из-за пределов солнечной системы. Это помогает лучше изучить многие процессы, протекающие в космосе. Любая звезда помимо света излучает и огромные потоки нейтрино, которые возникают во время термоядерных реакций. Ученые также выяснили, что чем старше звезда, тем меньше нейтрино она испускает. В самые поздние этапы своей эволюции небесное светило может потерять до 90% всех нейтрино, из-за чего проходит их нейтринное «охлаждение». По причине огромной пронизывающей способности нейтринных потоков, ученые могут исследовать свойства невероятно далеких космических объектов.

Диагностика протекания ядерной реакции. Не трудно догадаться, где используется данная технология – ядерные реакторы и АЭС. Различные сканеры на основе нейтрино разрабатываются чуть ли не по всему миру, так как это очень перспективная область. Подобные детекторы способы проводить замеры мощности реактора онлайн, а также вычислять композитный состав ядерного топлива.

Нейтрино
Нейтрино

Средства связи. Эта технология в данный момент находится даже не на стадии разработки, а лишь в теории. Из-за все той же проникающей способности нейтрино, чисто теоретически, можно передавать данные в любую точку планеты, как на поверхности, так и под ней, практически мгновенно без снижения уровня сигнала.

Геология. Нейтрино формируются не только в звездах, но и в процессе радиоактивного распада некоторых элементах, наполняющих недра нашей планеты. Поэтому они могут помочь в изучении геологического состава Земли, а в последствии и определении точек радиоактивного тепловыделения на планете.

Нейтринное охлаждение звёзд

Как вы уже знаете, нейтринное охлаждение звезд происходит в процессе их эволюции. Оно играет важную роль во взрывах сверхновых. Во время этого процесса, потоки нейтрино уносят энергию далеко от центра взрыва, что приводит к более быстрому охлаждению звезды.