Neutrino urughuru: definition, Njirimara, a nkọwa. neutrino oscillations - ya ...

Neutrino - elementrị urughuru na dị yiri nnọọ nke elektrọn, ma o nweghị electric ụgwọ. Ọ nwere nnọọ obere uka, nke pụrụ ọbụna ịbụ efu. Site uka nke neutrino na-adabere na-agba. The dị iche na oge nke ọbịbịa na urughuru doo bụ 0,0006% (± 0,0012%). Na 2011, ọ e guzobere n'oge Opera nnwale na ike ọsọ karịa ọsọ nke ìhè neutrinos, ma onwe ha nke a na ahụmahụ na-adịghị enen.

The mîdụhe urughuru

Nke a bụ otu n'ime ihe ndị kasị ahụ n'eluigwe na ala. Ebe ọ interacts nnọọ nta na okwu, ọ bụ nnọọ ike ịchọpụta. Electrons na neutrinos adịghị isonye na ike nuclear agha, ma-emetụtakwa isonye na-adịghị ike. Ahụ na-enwe otú ahụ Njirimara na-akpọ leptons. Ke adianade elektrọn (positron na antiparticle), kwuru na ebubo leptons muon (200 elektrọn uka), Tau (3500 elektrọn uka), na ha antiparticle. Ha na-akpọ: elektrọn, muon na Tau neutrinos. Onye ọ bụla n'ime ha nwere antimaterial akụrụngwa, na-akpọ onye antineutrino.

Muon na Tau, dị ka ihe elektrọn, nwere n'isiokwu ahụ. Ọ muon na Tau neutrinos. Atọ ụdị nke ahụ dị iche iche onye ọ bụla ọzọ. Ihe atụ, mgbe muon neutrinos emekọ lekwasịrị, ha mgbe niile na-emepụta muons na mgbe Tau ma ọ bụ electrons. Na mmeghachi omume nke ahụ, ọ bụ ezie electrons na elektrọn neutrinos na-kere na-ebibi, ha nchikota anọgide na-agbanweghi agbanwe. Eziokwu a na-eduga ná a nkewa leptons n'ime atọ ụdị, ọ bụla nke nwere a ebubo leptons na ịdọkapụta neutrino.

Iji chọpụta a urughuru chọrọ a nnọọ ukwuu na-ukwuu mwute ziri. Dị ka a na-achị, na-ala ike neutrinos ga njem ruo ọtụtụ ìhè na afọ nke mmekọrịta okwu. N'ihi ya, ihe niile ala nwere na ha na-adabere n'ihe nke a obere nta na interacts na registrars ezi uche size. Ihe atụ, na a neutrino Observatory Sudbury, nwere 1,000 ise arọ mmiri na-aga site na detector banyere 1012 anyanwụ neutrinos kwa nke abụọ. Na hụrụ naanị 30 kwa ụbọchị.

History of chọpụtara

Wolfgang Pauli mbụ postulated ịdị adị nke ahụ na 1930. N'oge ahụ, e nwere otu nsogbu, n'ihi na o yiri ka ike na angular ọkụ na-adịghị echekwara na beta ire ere. Ma Pauli kwuru na ọ bụrụ na e nwere na-agaghị enwupụta neutrinos inwe mmekọrịta na-anọpụ iche urughuru, na ike na nchekwa umu iwu ga-hụrụ. Italian physics Enrico Fermi 1934 mepụtara ozizi beta ire ere, ma nye ya aha nke urughuru.

N'agbanyeghị niile amụma maka afọ 20, neutrinos ike ahụrụ experimentally ruru ya na-adịghị ike na mmekọrịta ya na okwu. N'ihi na ahụ na-electrically ebubo, na ha adịghị eme akpa agha, na, ya mere, ha anaghị eme ka ionization nke umi. Ọzọkwa, ha na-eme na umi naanị site na-adịghị ike interactions nta ike. Ya mere, ha bụ ndị kasị penetrating subatomic ahụ ike nke na-agafe agafe site a nnukwu ọnụ ọgụgụ nke atọm enweghị na-eme ọ bụla mmeghachi omume. Naanị 1 10 ijeri ndị a ahụ na-eme njem site na ákwà site a anya hà na dayameta nke Earth, mkpatụ na protons ma ọ bụ neutron.

N'ikpeazụ, na 1956 otu ìgwè nke American ọmụmụ physics, edu Frederick Reines kọrọ chọpụtara nke elektrọn antineutrino. Na nwere ya antineutrinos nwetara nuclear chernobyl, imeghachi omume na a proton, akpụ neutrons na positrons. Unique (na obere) ume signatures nke ikpeazụ site-ngwaahịa bụ ihe àmà nke ịdị adị nke na urughuru.

Emepe ebubo leptons muons e amalite maka ụdi njirimara nke abụọ ụdị neutrinos - muon. Ha njirimara e rụrụ na 1962 na ndabere nke na-arụpụta nke nnwale a urughuru ome osooso. High-ume muons ire ere neutrinos kpụrụ pi-mesons na-eduzi ndị detector nke mere na ọ ga-ekwe omume na-enyocha ha mmeghachi omume na umi. N'agbanyeghị eziokwu na ha bụ ndị na-abụghị reactive, nakwa dị ka ndị ọzọ na ụdị nke ahụ, ọ hụrụ na na obere okwu mgbe ha na-eme na protons ma ọ bụ neutrons, muons, neutrinos muons, ma ọ dịghị mgbe electrons. Na 1998, American ọmụmụ physics Leon Lederman, Melvin Schwartz na Dzhek Shteynberger e ọdịda nke Nobel chọr'inwe na physics maka njirimara nke muon-neutrinos.

Ke ufọt ufọt 1970, neutrino physics nweela ụdị ọzọ nke ebubo leptons - Tau. Tau-neutrino na Tau-antineutrinos e jikọtara nke atọ a na ebubo lepton. Ke 2000, physics na National Accelerator Laboratory. Enrico Fermi kọrọ mbụ ibuo àmà nke ịdị adị nke ụdị ahụ.

ibu

All ụdị neutrinos nwere uka, nke bụ ihe na-erughị ka nke ndị nwunye ha ebubo. Ka ihe atụ, nwere na-egosi na uka nke elektrọn-neutrino ga-erughị 0,002% nke elektrọn uka na nchikota nke pụta nke atọ iche ga-erughị 0,48 eV. The echiche ruo ọtụtụ afọ na uka nke urughuru bụ efu, ọ bụ ezie na e nweghị ihe ndị gbara ọkpụrụkpụ n'ọnụ na-egosi, ya mere na ọ ga-adị otú ahụ. Mgbe ahụ, na 2002, ndị Sudbury Neutrino Observatory e nwetara mbụ na-egosi na elektrọn neutrinos enwupụta nuclear Jeremaya mere na isi nke anyanwụ, ogologo oge ka ha gabiga ya, ịgbanwe ya ụdị. Dị otú ahụ "oscillations" neutrino omume ma ọ bụrụ otu ma ọ bụ karịa nke ahụ nwere obere uka. Ọmụmụ ha na mmekọrịta nke w ụzarị na Ụwa ikuku na-egosi na ọnụnọ nke uka, kama n'ihu nwere na-mkpa ọzọ n'ụzọ ziri ezi kọwaa ya.

isi mmalite

Natural isi mmalite nke neutrinos - a redioaktivu ire ere nke ndị ọcha n'ime ụwa, nke a na-enwupụta na a nnukwu eruba nke ala-ume elektrọn-antineutrino. Supernovae nwekwara advantageously neutrino onu, ebe ọ bụ na ndị a ahụ nwere ike na-banye n'ime hyperdense ihe guzobere a ebube kpakpando; naanị a obere akụkụ nke ume ghọrọ ka ìhè. Mgbawa-egosi na ihe 2% nke anyanwụ ike - ike neutrinos guzobere Jeremaya mere, nke ite anọ na. O yiri ka ọtụtụ ndị gbara ọchịchịrị okwu nke eluigwe na ala na-mejupụtara nke neutrinos emepụta n'oge Big Bang.

physics nsogbu

Ebe metụtara neutrino astrophysics, na iche iche na ngwa ngwa evolving. Ugbu mbipụta na-adọta a ọnụ ọgụgụ buru ibu nke ibuo na usoro iwu mgbalị, ndị na-esonụ:

• Gịnị bụ dị iche iche neutrino pụta?
• Olee otú ha si emetụta cosmology, na Big Bang?
• ha oscillate?
• Nwere ike otu ụdị neutrino amama n'ime ọzọ dị ka ha na-agafe n'okwu na ohere?
• Bụ neutrinos fundamentally dị iche iche site na ha antiparticles?
• Olee otú kpakpando daa na-etolite a-agbawa, gbarie?
• Gịnị bụ ọrụ nke neutrinos na cosmology?

Otu nke longstanding nsogbu nke otu mmasị bụ ndị na-akpọ anyanwụ neutrino nsogbu. Nke a aha na-ezo aka n'eziokwu ahụ bụ n'oge ọtụtụ terrestrial nwere mụụrụ ihe karịrị afọ 30 gara aga, na-na-ahụ ahụ nta karịa dị mkpa iji na-emepụta ike nwetara site anyanwụ. Otu omume ngwọta bụ oscillation, ie. E. The mgbanwe nke elektrọn neutrinos ka muon ma ọ bụ Tau n'oge njem Earth. Ya mere, olee ihe ndị ọzọ siri ike tụọ ala-ike muon ma ọ bụ Tau neutrinos, ụdị mgbanwe ga-akọwa ihe mere anyị na-adịghị ahụ nri ego nke ahụ na Earth.

Fourth Nobel Nrite

Nobel chọr'inwe na Physics 2015 e ọdịda ka Takaaki Kaji na Arthur Macdonald maka nchọpụta nke neutrino uka. Nke a bụ nke anọ yiri award jikọtara ibuo nha nke ndị a ahụ. Mmadụ pụrụ inwe mmasị ajụjụ nke mere anyị ga-eche nnọọ banyere ihe na-sonso emekọ nkịtị okwu.

Nke bụ eziokwu na anyị nwere ike ịchọpụta ndị a ephemeral ahụ, bụ a Agba mmadụ nka. Ebe ọ bụ na iwu nke kwantum-arụzi ụgbọala, probabilistic, anyị maara na, n'agbanyeghị eziokwu na ọ fọrọ nke nta niile nke neutrinos gabiga Earth, ụfọdụ n'ime ha ga-emekọ ya. The detector bụ ike nke na-zuru ezu nnukwu size na-aha.

The mbụ dị otú ahụ ngwaọrụ e wuru na sixties, miri na a m na South Dakota. The aro jupụtara na 400 puku. L ihicha ọmụmụ. Ná nkezi otu urughuru neutrino kwa interacts na atọm nke chlorine, n'ịtụgharị ya n'ime argon. Nnọọ Raymond Davis, onye na-ahụ maka ndị detector, mepụtakwara a usoro maka nchọpụta nke multiple argon atọm, na iri afọ anọ ka e mesịrị, na 2002, a na-eju engineering feat ọ e ọdịda nke Nobel Nrite.

ọhụrụ astronomy

N'ihi neutrinos emekọ otú weakly, ha nwere ike ịga njem dị anya. Ha na-enye anyị a hụperetụ ebe ma anyị agaghị hụrụ. Neutrinos ahụrụ Davis, guzobere n'ihi nke nuclear Jeremaya mere na ama ebe na obi nke anyanwụ, na ike na-ahapụ a incredibly oké na-ekpo ọkụ oche dị nnọọ n'ihi na ha adịghị emekọ ọzọ. Ị pụrụ ọbụna ịchọpụta neutrinos enwupụta si n'etiti ihe gbawara kpakpando na a anya nke ihe karịrị otu narị puku ìhè-afọ si Earth.

Ke adianade do, ndị a ahụ ka o kwe omume na-edebe eluigwe na ala ya nnọọ obere ọnụ ọgụgụ, dị nta karịa ndị nke nwere ike anya n'ime Large Hadron Collider na Geneva, chọpụtara Higgs boson. Ọ bụ n'ihi na nke a mere na Nobel Committee kpebiri award na Nobel Nrite maka nchọpụta nke neutrino nke ọzọ ụdị.

omimi ụkọ

Mgbe Ray Davis hụrụ anyanwụ neutrinos, ọ hụrụ naanị a atọ nke na-atụ anya nke ukwu. Ọtụtụ ọmụmụ physics kwere na ihe mere nke a bụ ndị ogbenye ihe ọmụma nke astrophysics nke Sun: ikekwe na-achakwa subsoil nlereanya overestimated ego na-emepụta ya neutrino. O sina dị, ruo ọtụtụ afọ, ọbụna mgbe anyanwụ ụdị ọma, na mpe nọgidere. Physics ugwo anya ọzọ ekwe omume: nsogbu nwere ike metụtara anyị banyere ndị a ahụ. Dị ka ozizi, mgbe ahụ, ike ha na-enweghị ndị dị arọ. Ma ụfọdụ physics rụrụ ụka na n'ezie ahụ nwere enweghị uka, a uka bụ ihe mere maka na ha enweghị.

Atọ ihu urughuru

Dị ka ozizi neutrino oscillations, na ọdịdị, e nwere atọ dị iche iche nke ha. Ọ bụrụ na a urughuru nwere a uka, na dị ka ọ na-akpali ya nwere ike gafee si otu ụdị ọzọ. Atọ ụdị - electrons, muons na Tau - na na mmekọrịta ya na umi nwere ike ghọrọ ka kwekọrọ ekwekọ ebubo urughuru (elektrọn na muon Tau leptons). "Oscillation" bụ n'ihi na kwantum arụzi. neutrino ụdị bụghị mgbe nile. Ọ na-agbanwe oge na-aga. Neutrinos, nke malitere ya adị ka ihe e-mail, nwere ike ghọọ a muon, na mgbe ahụ azụ. N'ihi ya, a urughuru, guzobere isi nke anyanwụ, na ụzọ ndị Earth nwere ike oge converted n'ime muon neutrinos na Anglịkan. Ebe ọ bụ na Davis detector ike ịchọpụta na elektrọn-neutrinos, nke pụrụ iduga a nuclear transmutation nke chlorine na argon, o yiri na o kwere omume na-efu neutrino ghọọ ndị ọzọ ụdị. (Ọ na-enyo na neutrinos oscillate n'ime Sun, na bụghị na ụzọ ndị Earth).

The Canadian nnwale

Nanị ụzọ nwalee nke a bụ ike a detector na-arụ ọrụ niile atọ ụdị neutrinos. Malite site 90s Arthur McDonald nke Queen si University dị na Ontario, ọ we duru ìgwè, nke a rụrụ na a m na Sudbury, Ontario. Nwụnye nwere tọn arọ mmiri, nyere a mbinye ego site na Government nke Canada. Arọ mmiri bụ obere, ma na-ndammana na-ewere ọnọdụ ụdị mmiri, achọ hydrogen nwere otu proton na-anọchi ya arọ isotope deuterium, nke ihe mejupụtara a proton na a neutron. Canadian ọchịchị stockpiled arọ mmiri, m. K. Ọ na-eji dị ka a coolant na a nuclear chernobyl. All atọ ụdị neutrinos nwere ike ime deuterium etolite protons na neutrons, na neutrons wee gua. Detector aha banyere atọ karịa ọnụ ọgụgụ tụnyere Davis - kpọmkwem ego na kacha mma buru amụma na Sun ụdị. Nke a na-egosi na elektrọn-neutrinos nwere ike oscillate ya ndị ọzọ na ụdị.

Japanese nnwale

Around n'otu oge ahụ, Takaaki Kadzita si University nke Tokyo ekenịmde ọzọ dị ịrịba ama na nnwale. A detector n'ịnyịnya na aro Japan dere neutrinos abịa bụghị site na ime nke anyanwụ, na site na nke elu ikuku. Na proton collisions nke w ụzarị na ikuku na-guzobere mmiri ọzọ ahụ, gụnyere muon neutrinos. Na m na ha na-ghọrọ ka hydrogen nuclei na muons. Detector Kadzity ike ịhụ ahụ na-abịa na abụọ ntụziaka. Ụfọdụ dara si n'elu, na-abịa site na ikuku, ebe ndị ọzọ na-akpụ akpụ na ala. The ọnụ ọgụgụ nke ahụ bụ dị iche iche, na-ekwu banyere ha dị iche iche agwa - na ha dị iche iche ihe na ya oscillatory okirikiri.

Mgbanwe ke Science

Ọ bụ ihe niile osisi na ihe ijuanya, ma mere neutrino oscillations na uka na-adọta ka ukwuu anya? Ihe kpatara ya dị mfe. Na ọkọlọtọ nlereanya nke elementrị urughuru physics, mepụtara karịrị ikpeazụ afọ iri ise nke iri abụọ na narị afọ, nke ziri ezi na-akọwa ndị ọzọ niile na kwuru na accelerators na ndị ọzọ nwere, na neutrinos ga-abụ ndị massless. The chọpụtara nke neutrino uka na-egosi na ihe na-efu. The Standard Model bụghị zuru ezu. Ne ọcha ma na-chọpụtara - na-enyemaka nke ndị Large Hadron Collider ma ọ bụ ndị ọzọ, bụghị ma kere virtual igwe.