Oamenii de știință au reușit să păcălească timp și să capteze o particulă fantomă
Fizicienii ruși, alături de colegii lor americani, au reușit să găsească o confirmare de aproape o jumătate de secol de predicții conform cărora așa-numitele "neutroni de particule fantomatice" interacționează cu materia obișnuită. Sa efectuat un studiu care ar putea ajuta la crearea unui dispozitiv care să se evidențieze prin intermediul reactoarelor nucleare, precum și la descoperirea proceselor care apar în interiorul supernovelor.
În 1974, sa făcut o teorie între oamenii de știință cu privire la posibilitatea interacțiunii printr-o metodă necunoscută de neutrini și materie. Aceste particule elementare sunt de milioane de ori mai ușoare decât electronii și pot trece liber prin planete. Periodic, există o coliziune cu nucleele de atomi, iar neutrinii interacționează cu anumite neutroni și protoni. Dar, cu patru decenii în urmă, oamenii de știință au presupus că este posibilă interacțiunea dintre neutrină și nucleu ca un singur întreg. Acest mecanism se numește împrăștierea coerentă a neutrinilor prin nuclee. A fost propusă ca una dintre componentele modelului standard al interacțiunilor electroweak, dar până în prezent nu a fost confirmată experimental.
Interacțiunea cu electrozii este o descriere generală a mai multor interacțiuni fundamentale - electromagnetice și slabe. Se crede că, după ce a atins temperatura de aproximativ 1015 Kelvin (și sa întâmplat aproape imediat după Big Bang-ul), aceste interacțiuni erau un întreg. Forțele slabe, spre deosebire de forțele electromagnetice, apar pe o scară mult mai mică comparativ cu dimensiunea nucleului atomului. Acestea oferă o dezintegrare beta a nucleului, în care este posibilă separarea nu numai a neutrinilor, ci și a antineutrinelor. În același timp, conform teoriei interacțiunii electroweak nu apar doar neutrinii, ci și interacțiunea cu materia și materia.
Teoria este că, dacă se produce miezul dintre neutrinii și împrăștiere coerent datorită procesului de interacțiune, în cazul în care are loc eliberarea de energie care, transmise prin miez Z-bosonul, care este purtător al unei interacțiuni slabe. Este foarte dificil să rezolvăm acest proces, deoarece alocarea energiei este foarte nesemnificativă. Pentru a spori probabilitatea unei împrăștieri coerente, elementele grele sunt folosite ca ținte, în special cesiu, iod și xenon. În același timp, cu cât nucleul este mai greu, cu atât este mai dificil să aflăm această întoarcere, ceea ce, la rândul său, complică situația.
Oamenii de știință au propus utilizarea detectoarelor criogenice pentru a detecta împrăștierea neutrinilor, fiind teoretic capabile să înregistreze chiar și interacțiunea dintre o materie simplă și materia întunecată. Un detector criogenic este o cameră foarte friguroasă, temperatura în care este doar o sutime de un grad peste zero absolută și care captează cantitatea mică de căldură care este eliberată în timpul reacției nucleelor cu neutrinii. Ca substrat, se folosesc cristale de calciu sau germaniu tungstate, în plus, dispozitivele superconductoare, lichide inerte sau semiconductori modificați pot juca rolul de detectori.
După efectuarea calculelor necesare, cercetătorii au descoperit că candidatul ideal pentru țintă este iodura de cesiu cu impurități de sodiu. Cristale Ea ale substanței devin baza pentru dimensiunea redusă a detectorului (greutatea a fost doar 14 kilograme și mărimea - 10h30 centimetri). Acest detector a fost instalat la sursa de neutroni SNS. care se află în statul american Tennessee, la Laboratorul Național de Riduri din Oak Ridge. Detectorul a fost plasat în beton și fier ecranat tunel aproximativ două zeci de metri de sursa care produce fascicule de neutroni, dar în același timp, există un efect secundar - neutrino.
sursă artificială SNS, în contrast cu sursele naturale de neutrini, în special, atmosfera terestră sau la soare, este capabil să producă un detector suficient de mare fascicul de neutrini să-l captureze, dar în același timp suficient de mică pentru apariția împrăștierii coerente. După cum notează cercetătorii, detectorul și sursa se potriveau aproape perfect. Moleculele de iodură de cesiu prin reacția cu Scintilatorii sunt transformate în particule (cu alte cuvinte, ei re-emit energie sub formă de lumină). Și a fost posibilă înregistrarea acestei lumini. Conform modelului standard, neutrinii muonici, neutrinii electronici și antineutrinii muonici au intrat în interacțiune cu cristalul.
Această descoperire este importantă. Și nu este faptul că oamenii de știință confirmă din nou imaginea fizică a lumii, care descrie modelul standard. Datorită unei împrăștieri coerente, oamenii de știință speră să dezvolte anumite mijloace și metode de monitorizare a reactoarelor nucleare, care ar ajuta să vedem prin pereți ceea ce se întâmplă în interior. În plus, împrăștierea coerentă are loc atât în interiorul stelelor neutronice cât și în cele obișnuite, precum și în timpul exploziilor supernovelor. Astfel, aceasta va oferi ocazia de a afla mai multe despre structura și viața lor. Oamenii de știință știu că neutrinii care sunt prezenți în adâncimile supernovelor lovesc cochilia exterioară în timpul exploziei, formând un val de șoc care rupe steaua în bucăți. Datorită dispersiei coerente, este posibil să se explice o interacțiune similară între un neutrino și o substanță stea care explodează.
În plus, în procesul de căutare a WIMP - particulele teoretice ale materiei întunecate - cercetătorii se bazează pe fixarea radiațiilor, care rezultă din coliziunea lor și nucleele atomice. Trebuie distins de fundal, ceea ce creează o împrăștiere coerentă a neutrinilor. Datorită acestui fapt, este posibil să se îmbunătățească datele care pot fi obținute despre materia întunecată cu ajutorul detectorilor criogenici și al altor detectoare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: