Частица невидимка – нейтрино

Немного физики – частица нейтрино

«Господа, я изобрел чудовище!» — подтрунивая над собой, обратился к коллегам австрийский физик Вольфганг Паули. И действительно, частица, «выдуманная» в 1931 году замечательным теоретиком, чтобы спасти якобы нарушавшийся в процессах бета-распада атомных ядер закон сохранения энергии, должна была обладать поистине странными свойствами: не иметь размеров, не иметь электрического заряда, не иметь массы, а следовательно, практически не взаимодействовать с веществом (двигаясь в то же время со скоростью света).

Но через четверть века призрак, получивший название «нейтрино», был открыт. Однако и после этого волнение вокруг него не только не улеглось, но постоянно росло, достигнув своей кульминации в наши дни в связи с ошеломляющим результатом экспериментов группы физиков.

Эксперименты по поиску нейтрино велись в течение нескольких лет. Всего было выполнено 16 серий измерений. Результаты неизменно утверждали: масса нейтрино не равна нулю! Точнее, она составляет от одной десятитысячной до одной тридцатитысячной массы электрона. Или на языке физики — от 14 до 46 электрон-вольт. Да, нейтрино неизмеримо легче почти невесомого электрона. Но и такая масса сулит огромные сдвиги в наших представлениях о микро- и макромире.

Обратимся к космологии. С тех пор как было открыто явление разбегания галактик в мировом пространстве, мы знаем, что вселенная расширяется. Будет этот процесс бесконечным или под действием гравитации через какое-то время раз бегание затормозится, а затем начнется сжатие, другими словами, как говорят астрономы, является ли вселенная открытой или справедлива ее замкнутая модель? Оказывается, что это зависит от количества содержащегося в ней вещества — в галактиках, межзвездном газе, космической пыли.

Так вот, по современным данным вещества в мироздании во много раз меньше, чем это необходимо для прекращения его расширения. В то же время по ряду причин у астрономов были веские основания подозревать существование в космосе «скрытой массы». И вот открытие массы у нейтрино…

Резонно спросить: а какое количество нейтрино путешествует по просторам Метагалактики? Расчет по термодинамическим формулам, выполненный физиками, показал, что в каждом кубическом сантиметре пространства содержится 450 нейтрино. Теперь, зная массу этих неуловимых частиц, можно посчитать, что добавляют они к уже известной массе вещества вселенной и что из этого следует.

Если масса нейтрино (а этих частиц сегодня открыто три вида) составляет порядка 30 электрон-вольт, то по «вине» этих частиц истинная плотность вещества во вселенной в 5 раз превышает ту, которая необходима для принятия модели замкнутого мира. В таком случае через 10—15 миллиардов лет расширение сменится неудержимым сжатием. И, значит, мир наш вечно пульсирует, повторяя неизменные, стадии: взрыв, расширение, сжатие, взрыв…

Наличие у нейтрино массы автоматически предполагает, что вселенная «моложе» тех 20 миллиардов лет, которые ей сейчас дают астрофизики.

И наконец, если вес их близок к обнаруженному в экспериментах, то нейтрино просто черепахи: они движутся в пространстве не как предполагалось ранее — со скоростью света (300 000 километров в секунду), а в пятьдесят тысяч раз медленнее — всего лишь 6 километров в секунду.

Астрофизики-теоретики сегодня с серьезной улыбкой утверждают, что с их плеч спал тяжкий груз. Дело в том, что наблюдавшийся дефицит вещества во вселенной делал непонятным процесс образования галактик, да и нынешнюю структуру мира в целом.

Здесь нам нужно вернуться к загадке скрытой массы. Оптические наблюдения показывают, что концентрация звезд в галактиках резко возрастает к центру, в галактическом же диске, особенно на его периферии, плотность звездного населения значительно меньше. При таком распределении плотности угловая скорость вращения вещества в галактике по закону Кеплера должна быть максимальной в ядре и убывать по мере удаления к краю диска. Проверить эту закономерность можно, измеряя доплеровское смещение радиоизлучения галактики в линии нейтрального водорода (на волне 21 сантиметр). Проверили и пришли в крайнее удивление: скорость вращения галактических окраин не подчинялась требованиям закона Кеплера. Выходит, плотность массы по мере удаления от центра галактики не убывает. Но наблюдаемого количества звезд, газа и пыли в этих областях явно недостаточно. Где же прячется масса? Только теперь обозначается выход из тупика: масса заключена в «тяжелых» нейтрино.

Легче становится теоретикам объяснить и поведение скоплений галактик. Динамические уравнения их движений показывали, что значения масс в скоплениях должны быть значительно больше тех, которые получались из непосредственных наблюдений. Выходит, дефицит вещества и здесь теперь может быть компенсирован, и, стало быть, структура вселенной находит более убедительное объяснение.

Многолетние эксперименты физиков показывали, что количество нейтрино, идущих из недр Солнца, в несколько раз меньше расчетной величины. Появились скептики, поставившие даже под вопрос саму термоядерную природу источника энергии нашей (да и не только нашей) звезды. Открытие и здесь как бы ставит точку над «и»: масса нейтрино спасает классическую теорию звездного термоядра.



Комментариев 4 в теме “Частица невидимка – нейтрино”

  1. Павел написал:

    Как мне помниться нейтрино сперва обнаружили теоретически в виде некоторого гипотетического элемента в одной из реакций, а уже потом нашли в эксперименте. Интересно, чем закончилась та история, когда в коллайдере был зафиксирован факт движения нейтрино со сверхсветовой скоростью?

  2. Вадим написал:

    По мне так это все гипотезы. Да, нейтрино дает согласованность всей теории, но все же по мне так это подобие лямбда члена в уравнениях Эйнштейна (темная материя и расширение вселенной).

  3. Антон написал:

    Вольфганг Паули - уникальный человек.Опередил время на 24 года, уже в 1930 понимая, что из себя представляет нейтрино. Остальные поняли это только в 1954…

  4. Марина написал:

    Это всего лишь предположения! Много тайн остается еще не разгаданных человеком!

Оставьте свой комментарий

Навигатор по сайту
Яндекс.Метрика Подпишись на новости с сайта
Работа в сети
Работа в интернете
Платежные системы
Социальные сети
Приколы интернета
Социальные сети
Электронная почта
Поисковые ресурсы
Уроки начинающему
Связь
Казахтелеком
Мобильная связь
Новости связи
Провайдеры и хостинг
Монополия Мегалайн
Интернет от Билайн
Скорость интернета
Хостинг для сайтов
Компьютеры
Защита компьютера
Компьютерные новинки
Современные флешки
Беспроводной wi-fi
Диски DVD
Энергия
Экономим энергию
Аккумуляторы и батарейки
Бытовая техника
Новинки техники
Роботы в быту
Выбираем телевизор
Обсуждаем утюги
Стиральная машина
Все о фотоаппарате
Встречаем холодильник
Видеонаблюдение
GPS навигация
Программы
Полезные программы
Программы microsoft
Скрипт php для сайтов
Высокие технологии
Информационные технологии
Нанотехнологии
Высокие технологии
Познавательно
Государство и общество
Обсуждаем чиновников
Частное мнение
Налоги и платежи
Правила дорожного движения
Авторские права
Разное
Инструмент для ремонта
Советы по ремонту