Учените са успели да заблудят времето и да хванете частица призрак
Български физици в сътрудничество с американските им колеги са успели да намерят потвърждение на почти половин век на прогнози, че така наречените "призрачни частици" неутрино взаимодействат с обикновената материя. е проведено изследването, което може да помогне в създаването на устройство за предаване по ядрени реактори, както и да разберете какво се случват процеси в супернови.
През 1974 г., на теорията за възможността за сътрудничество в някои неизвестни начин неутрино и въпрос е бил повдигнат сред учените. Тези елементарни частици са милиони пъти по-лесно електроните могат да преминават свободно през планетата. Периодично има сблъсък с атомни ядра и неутрино взаимодействат с някои неутрони и протони. Но преди четири десетилетия, учените предполагат, че може да има взаимодействия между неутрино и ядрото като цяло. Този механизъм се нарича последователна разсейване на неутрино на ядра. Нейната предложен като една от съставките на стандартния модел, но до този момент не е потвърдено експериментално.
Електрослабите взаимодействие е общо описание на няколко основни взаимодействия - електромагнитни и слаби. Смята се, че след достигане на температура от около 1015 градуса по Келвин вселена (както това се случва почти веднага след Големия взрив), тези взаимодействия са представени от едно цяло. Слаби сили, за разлика от електромагнитното се проявяват в много по-малък мащаб в сравнение с размера на ядрото на атома. Те включват бета-разпад от ядро, в което може да се отделят не само неутрина и antineutrinos но. В същото време, според електрослабата теория възниква не само неутрино, но и взаимодействието му с въпрос, въпрос.
Теорията е, че ако сърцевината между неутрино и последователна разсейване поради процеса на взаимодействие се появява, в който случай се появява освобождаване на енергия, предавана през сърцевината Z-бозона, който е носител на слабо взаимодействие. Закрепете този процес е много трудно, тъй като освобождаването на енергия е много малък. За да се увеличи вероятността последователен разсейване използвани като мишени тежки елементи, по-специално, цезий, йод и ксенон. В същото време, по-тежки ядрото, толкова по-трудно се намират, че на свой ред усложнява ситуацията.
Учените предложени за откриване неутрино разсейване прилагат криогенни детектори, теоретично, способни да прихващат дори просто вещество и взаимодействието на тъмната материя. Криогенно детектор е много студена камера, температурата в които само една стотна от градуса над абсолютната нула, и който взима малко количество топлина освобождава по време на реакцията с неутрино ядра. Като субстрат, се използват кристали на калциев волфрамат или германий в допълнение към това, ролята на детектори може да изпълнява и свръхпроводник устройство, инертни течности или модифицирани полупроводници.
След необходимите изчисления, изследователите са установили, че идеалният кандидат за цел цезиев йодид е натриев примеси. Той кристали на веществото станат основа за малкия размер на детектора (теглото е само 14 кг и размери - 10h30 cm). Тя е инсталирана на източника на детектор на неутрони SNS. който се намира в щата Тенеси в САЩ, в Националната лаборатория Oak Ridge. Детекторът е бил поставен в бетона и желязото защитен тунел около две дузини метра от източника, който произвежда неутронни лъчи, но в същото време има страничен ефект - неутрино.
Изкуствен източник SNS, за разлика от естествените източници на неутрино, по-специално на наземна атмосферата или на слънцето, е в състояние да произведе достатъчно голям лъч неутрино детектор за да я улови, но в същото време достатъчно малък, за появата на последователна разсейване. Както отбелязват учените, детектора и източник за друг почти перфектно. Молекули цезиев йодид чрез реакция с сцинтилатори се превръща в частици (с други думи, те повторно излъчват енергия под формата на светлина). И успя да регистрира тази светлина. Съгласно стандартния модел, взаимодействието с кристала да вземе мюон неутриното, електронен неутриното и мюон antineutrinos.
Това откритие е важно. И това не е, че учените още веднъж потвърждават физическата картина на света, в който се описва стандартния модел. Благодарение на последователна разсейване, учените се надяват да разработят специфични инструменти и техники за мониторинг на ядрени реактори, които биха помогнали да се види през стените на това, което се случва вътре. Освен това, съгласуван разпръсна случва в и конвенционални неутронни звезди, както и по време на свръхнови. По този начин, тя ще даде възможност да научите повече за тяхната структура и живот. Учените знаят, че се намират в интериора на супернова неутрино при експлозия удари външната обвивка, образувайки ударна вълна разкъсване звезда от друг. Благодарение на последователна разсейване може да се обясни с това взаимодействие между неутрино и значение звезди, който експлодира.
В допълнение, в търсенето на WIMPs - теоретични частици на тъмната материя - учените разчитат на радиация фиксиране, което произтича от техния сблъсък и ядра. Тя трябва да се разграничава от фона, което създава последователна разсейване на неутрино. Това дава възможност за подобряване на данните, които могат да бъдат получени за тъмната материя използване на криогенни детектори и други.
Свързани статии