Neutrino ذراتو: تعریف، مال، د يو Description. neutrino oscillations - دا ...

Neutrino - یو elementary ذراتو چې ده چې د الکټرون ډېر ورته، خو دا نه د برېښنا په غاړه لري. دا يوه ډېره کوچنۍ ډله، چې ښايي په دې هم صفر وي. له د neutrino د ډله په سرعت پورې تړاو لري. د د راتګ او د ذراتو لازیاد وخت توپير دی 0،0006٪ (± 0،0012٪). په 2011 کال کې، دا د اوپرا تجربه چې د ولاسټي د رڼا neutrinos سرعت څخه اوړي په ترڅ کې رامنځته شوه، خو د دې تجربې د خپلواک تایید نه.

د تېر ايستلو د ذراتو

دا د په کایناتو کې تر ټولو عام ذراتو يو. څرنګه چې ډير لږ سره د موضوع په تعامل، دا کشف کار په شدت. الکترون او neutrinos په پیاوړې هستوي قوه کې ګډون نه کوي، خو په مساوي توګه په کمزوری ګډون وکړي. ذراتو لکه د مال لرلو دي leptons په نامه. د الکټرون (positron او antiparticle) سربېره، د تورن leptons muon (200 الکټرون ډله)، tau (3500 الکټرون ډله)، او د هغوی د antiparticle راجع. دوی په نامه شوي دي: الکټرون، muon او tau neutrinos. د هغوی هر antimaterial جز، د يو antineutrino په نامه.

Muon او tau، لکه د یو الکټرون، مل د ذراتو لري. دا muon او tau neutrinos. د ذراتو له يو بل سره توپير درې ډوله. د مثال په ډول، کله چې muon neutrinos سره د هدف تعامل، دوی تل muons او هیڅکله tau یا الکترون توليدوي. د ذراتو د غبرګون، که څه هم الکترون او الکټرون neutrinos جوړ شوي دي او له منځه وړل، د هغوی مبلغ پاتې د تېرې. دا حقيقت د يو جلا leptons په درې ډوله، چې هر يو د يو په تور leptons او مل د neutrino درلودونکې لامل ګرځي.

د کشف د دې ذراتو يو ډېر لوی او خورا حساسه سپيانو ته اړتيا لري. د قانون په توګه، له لږ انرژۍ neutrinos به د څو کلونو په رڼا سره د موضوع د متقابل عمل ته سفر وکړي. په پایله کې، د هغوی سره د ټولو ځمکنیو تجربې د یوه کوچنۍ برخه، چې د نوم مناسب اندازه تعامل د اندازه کولو تکیه وکړي. د مثال په توګه، په یوه neutrino ترویتون Sudbury، 1012 ثانیه لمریز neutrinos په اړه د detector له لارې پکې د درنو اوبو 1،000 ټنه تېرېږي. او یوازې 30 ورځې وموندل.

د کشف تاریخ

Wolfgang Pauli لومړي ځل لپاره په 1930. په هغه وخت کې د ذراتو د شتون په قیاسي، یوه ستونزه وه، ځکه چې داسې ښکارېده چې د انرژۍ او د زاوي خوځښت په بيټا ورستيدل زیرمه نه. خو Pauli ته اشاره وکړه چې که neutrinos طرفه د ذراتو سره تعامل نه emitted، د انرژۍ د ساتنې د قانون به لیدل شي. په 1934 کال کې د ایټالیا فزیک Enrico Fermi د بيټا ورستيدل تيوري جوړ، او ورکړه د هغې د ذراتو په نامه.

سره سره د 20 کلونو لپاره د ټولو وړاندوینو، neutrinos experimentally له امله د خپلو نه کشف شي کمزوری متقابل عمل سره د موضوع. ځکه چې د ذرو په دي تورن د برقي، هغوی الکترومقناطيسي ځواکونو عمل نه کوي، او، له همدې امله، هغوی د موادو ionization ونه رسوي. سربيره پر دې، دوی یوازې له لارې کمزوری تعامل لږ ځواک سره د موادو غبرګون. له همدې امله، دوی تر ټولو نفوذ د کوانتم د ذراتو د پرته له هر ډول غبرګون د زېږولو د اتومونه زيات شمېر له لارې د تيريدو وړ دي. یوازې د 1 څخه تر 10 میلیارده د دغو ذراتو واټن سره برابر د د ځمکی د قطر له خوا د ټوکر له لارې سفر، سره پروتونه یا neutron غبرګون ښيې.

په پای کې، د 1956 د امریکا د فزیک د يوې ډلې له خوا Frederick Reines مشرۍ د راپور د الکټرون antineutrino کشف. په تجربو دا antineutrinos radiated اتومي بټۍ، غبرګون سره د Proton، د جوړولو په neutrons او positrons. د توليداتو د وروستنۍ انرژۍ د بې سارې د (او نادره) لاسليکونو د ذراتو د شتون ثبوت و.

پرانيستل تورن leptons muons لپاره د دوهم ډول neutrinos ورپسې تشخيص د پیل ټکی شو - muon. د هغوی تشخيص شو د په ذراتو ګړندي تجربه د پایلو پر بنسټ په 1962 کال ترسره شوي دي. لوړ د انرژۍ muons ورستيدل neutrinos له خوا Pi-mesons جوړ او د detector لارښوونه نو چې دا ممکنه وه چې د سره د موادو د خپل غبرګون معاينه. سره له دې چې دوی د غیر غبرګون، او همدارنګه د ذراتو د نورو ډولونو، دا وموندل شوه چې په ځينو حالتونو کې چې کله دوی سره پروتونه یا neutrons، muons، neutrinos muons غبرګون، خو هیڅکله الکترون. په 1998 کال کې، د امریکا د فزیک لیون Lederman، میلوین Schwartz او Dzhek Shteynberger شوي د نوبل جايزه په فزیک د muon-neutrinos د تشخيص لپاره د ورکړل.

tau - په-1970s نيمايي، یو neutrino فزیک د تورن leptons بل ډول تر لاسه کړه. سره د دې دریم تورن lepton Tau-neutrino او tau-antineutrinos پورې تړلي وو. په 2000 کال، په ملي ګړندي لابراتوار فزیک. Enrico Fermi د ذراتو د دا ډول شتون د لومړي آزمېښتي شواهد راپور.

د وزن

د neutrinos ټول ډولونه لري ډله، چې د ده په پرتله د خپلو همکارانو په تور چې ډیر لږ دی. د مثال په توګه، تجربې ښيي چې د الکټرون-neutrino د ډله باید د الکټرون ډله او د درې ډولونه اولس مجموعه 0،002٪ څخه لږ باید څخه 0،48 Ev کمه وي. د د ډیرو کلونو لپاره د فکر چې د ذراتو د ډله صفر ده، که څه هم نه جذاب نظري شواهد، ولې دا بايد چې لاره وي وه. بيا، په 2002 کال کې، د Sudbury Neutrino څار شوه د لومړي او مستقیم شواهد چې الکټرون neutrinos د لمر په هسته کې د اټومي غبرګونونه emitted، تر هغه وخته چې دوی له لارې دا تېر شو، د خپل ډول بدلون تر لاسه کړل. دغه ډول "oscillations" neutrino د امکان په صورت کې يو يا زيات د ذرو په يوه کوچنۍ ډله لري. خپلو زده کړو کې د ځمکې په اتموسفیر کې چې نهايتا وړانګو د متقابل عمل هم د ډله په شتون څرګندوي، خو د نورو تجربو ته اړتیا ده ترڅو په ډير دقيق ډول تعريف دا.

سرچينې

د neutrinos طبيعي سرچينې - چې د ځمکې، چې د ټيټ انرژۍ الکټرون-antineutrino یو لوی جريان emitted دننه عناصر اکټیو ورستيدل. Supernovae، هم advantageously neutrino پديده ده، ځکه د دغو ذراتو یوازې کولای شي hyperdense مواد په یوه سقوط ستوري جوړه نفوذ؛ يوازې د انرژۍ یوه وړه برخه باندی بدلیږی رڼا. محاسبه ښيي چې د لمر د انرژۍ په اړه چې د 2٪ - د انرژۍ neutrinos په جوړه د thermonuclear غبرګونونه Fusion. دا احتمال شته چې د کایناتو تياره خبره تر ټولو د neutrinos د (Big Bang) په ترڅ کې تولید څخه جوړ دی.

فزیک ستونزې

سیمو ته اړونده astrophysics neutrino، او متنوع او په چټکۍ سره بدلیدونکی. اوسنۍ خبرې چې د جذب د آزمېښتي او نظري د هڅو يو زيات شمېر، په لاندې ډول دي:

• د مختلفو neutrino ولس څه دي؟
• دوی څنګه cosmology اغيزه، د (Big Bang)؟
• دوی محسوبيږي؟
• کولای شی د neutrino يو ډول بل وګرځي په توګه دوی موضوع او فضا له لارې سفر وکړي؟
• آیا neutrinos بنسټيزه توګه له خپلو antiparticles توپیر لری؟
• څنګه ستوري سقوط ته سوپرنووا جوړوي؟
• په cosmology neutrinos رول څه دی؟

د د ځانګړو ګټو پخوانۍ ستونزې يو د تش په نامه د لمر neutrino ستونزه ده. دا نوم د حقيقت چې څو مکۍ تجربو د تیرو 30 کلونو په اوږدو کې د ګډو په ترڅ کې، په دوامداره توګه مشاهده د ذرو په اړین په پرتله کوچني ته د انرژۍ د radiated له خوا د لمر د تولید ته اشاره کوي. یو ممکنه حل لاره دا ده چې د oscillation، يعنې د. E. د الکټرون neutrinos بدلون ته د ځمکې د سفر په ترڅ کې muon یا tau. نو څومره نور هم ستونزمن ته ټيټ انرژۍ muon یا tau neutrinos اندازه، د بدلون په دې ډول به یې کړئ چې ولې موږ د ځمکې پر مخ د ذرو په مناسبه اندازه نه وګورئ.

څلورم د نوبل د جایزې

د فزیک د 2015 کال د نوبل د جایزې د neutrino ډله د کشف لپاره Takaaki Kaji او آرتر MacDonald ورکړل شو. دا څلورم ورته جایزه سره د دغو ذراتو آزمېښتي اندازه تړلي وه. څوک کیدای شي د ولې باید موږ یې په اړه هغه څه دي چې په سختۍ سره د عادي موضوع تعامل دومره پروا پوښتنه مينه.

حقیقت دا دی چې موږ کولای شو د دغو تشو د ذراتو کشف کړي، دا دی چې د انسان د سوکالۍ او یو ګواهی کوی. څرنګه چې د سوپر میکانیک، احتمالی اصول، موږ پوهیږو چې، سره له دې چې د neutrinos نږدې ټول د ځمکې له لارې، يو شمېر يې به دا ډول معامله کوې. د detector ده د کافی اندازه پراخه اندازه ده ثبت وړتيا لري.

دغه شان لومړنۍ آله ژوره کې په جنوبي داکوتا د ماین په شپيتمو جوړ شوی و،. د نښلیدو په 400 زره. مزی د پاکولو د مايعاتو ډک شو. په اوسط ډول یو د ذراتو neutrino ورځپاڼې سره د کلورین یو اتوم تعامل، واړوي دا په اورګون. .کارلوټا، Raymond Davis، چې د دې detector په غاړه وه، د څو اورګون اتومونه د کشف کولو لپاره د يوه ميتود اختراع شي، او د څلورو لسيزو وروسته، په 2002 کال کې، دا حیرانونکې انجینري ګام لپاره د هغه د نوبل جایزه ورکړل شوه.

نوې نجوم

ځکه neutrinos نو دلوستلو تعامل، دوی کولای شي غوره واټن ووهي. هغوی موږ ته د يو په سيمو کې چې په بل به مو هيڅکله ليدلي انګېزو ته ورکړي. Neutrinos کشف Davis، په توګه د اټومي تعاملات چې د لمر په زړه کې رامنځته شوه په پایله کې جوړ شوی، او وکولای شول چې دا کچه ګڼ او ګرم څوکۍ يوازې ځکه چې دوی له نورو موضوع مه تعامل نه ووځي. تاسو کولای شی حتی neutrinos د يوه چاودنه ستوري له مرکز څخه emitted د څه دپاسه سل زره رڼا-کلونو څخه د ځمکې په واټن کشف کړي.

برسېره پر دې، د دغو ذراتو دا امکان ته په خپل ډېر کمه کچه د کایناتو، هغو په پرتله چې کولای شي په ژنیو کې د لويو Hadron Collider وګورو څومره وړو څارنه وکړي، د کشف Higgs boson. دا له دې امله چې د نوبل د کمیټې د نوبل جایزې لپاره د بل ډول د neutrino د کشفولو پرېکړه وکړه چې د جایزه ده.

مرموز کمښت

کله چې Ray ډیوس لمریز neutrinos ولیدل، هغه يوازې د تمه کمیت د دريم وموندل. زياتره فزیک دې باور دي چې د دې لپاره دلیل دا دی چې د د لمر astrophysics وزلو پوهه: ښايي ته اوښتو خاوری د موډل په اندازه په خپل neutrino تولید کې مبالغه شوې. سره له دې، د ډیرو کلونو لپاره، د لمر د نمونې ښه حتی وروسته، د کسر پاتې دي. فزیک دي بل امکان پاملرنه: دا ستونزه زموږ د دغو ذراتو درک اړوند شي. د تيورۍ له مخې، بيا واکمن هغوی د وزن نه لري. خو یو شمیر فزیک استدالل کوي چې په حقیقت کې د ذرو په یوه infinitesimal ډله لري، او دغه ډله د هغوی د نشتوالي لامل و.

درې سره مخ ذراتو

د neutrino oscillations د تيورۍ له مخې، په طبيعت، هلته د دوی درې ډوله دي. که يو د ذراتو د یو ډله لري، چې دا حرکت دا کولای شي څخه بل يو ډول تېر شو. درې ډوله - الکترون، muons او tau - سره د موادو د متقابل عمل کولاي شي د سمون په تور د ذراتو (الکټرون او muon tau leptons) واړول شي. "Oscillation" د سوپر ميخانيکونو له امله ده. neutrino ډول ثابته نه ده. دا بدلون د وخت په تېرېدو. Neutrinos، چې د E-mail په توګه خپل شتون پيل شوه، کولای شي په یوه muon بيرته وګرځوي، او بیا. په دې ډول، یو د ذراتو، د لمر په اصلي جوړ، پر ته د ځمکې د لارې کولای شي په وخت مزج muon neutrinos او برعکس. راهیسې ډیوس detector یوازې الکټرون-neutrinos، چې کېدای شي چې په اورګون کلورین د اټومي transmutation سبب کشف کړي، دا ممکنه ښکارېده چې د ورک neutrino په نورو ډولونو بدل کړی دی. (دا وګرځي چې neutrinos د لمر دننه، او نه د ځمکې په لاره کې محسوبيږي).

د کاناډا د تجربه

د دې امتحان یوازینۍ لاره وه چې د یو detector چې د neutrinos ټولو درې ډوله کار جوړ کړي. له 90s آرتر مک ډونلډ په اونټاریو ملکه د پوهنتون څخه پيل شوې، هغه د ډلې، په Sudbury، اونټاریو يو ماين چې د ترسره مشرۍ. نصب او د درنو اوبو ټنه لرونکی، د کاناډا د حکومت له خوا د پور برابر. درنو اوبو ده نادره، خو د اوبو په طبیعي واقع فورمه، پکې د هایدروجن چی یوه د Proton خپل درانده isotope deuterium، چې د يو پروتون او یو neutron لري له خوا ځای دی. د کاناډا د حکومت د درنو وسلو د اوبو متر دپرسونل،. K. دا په توګه په یوه اټومي بټۍ کې د یو د سړونکی کارول. د neutrinos ټول درې ډوله شي deuterium منځه ته پروتونه او neutrons، د neutrons او بیا شمېرل جوړوي. کټ مټ په اندازه چې د تر ټولو غوره د لمر نمونې وړاندوينه - Detector د شمېر په اړه درې ځله ثبت په پرتله د ډیوس. دا په ډاګه کوي چې د الکټرون-neutrinos کولای شي په خپلو نورو ډولونو محسوبيږي.

د جاپان د تجربه

په ورته وخت شاوخوا، د توکیو له پوهنتون څخه د Takaaki Kadzita بل د پام وړ تجربه ترسره کړي دي. يو detector کې په جاپان کې د نښلیدو نصبیږی ثبت neutrinos د لمر د کورنيو چارو له نه راځي، او د مشرانو له اتوموسفير څخه. په سره فضا نهايتا وړانګو د Proton مغزو دي د نورو ذراتو، muon neutrinos په ګډون شاور جوړه کړه. په دغه کان کې په muons ته هایدروجن nuclei بدلې دي. Detector Kadzity شي وګورئ ذراتو په دوو راتلونکو. ځینې څخه پورته شو، د اتموسفیر څخه راځي، حال کې چې نور له ښکته روان دي. د ذراتو شمير توپير درلود، چې د دوی په مختلفو طبیعت په اړه خبرې وکړې - په خپل oscillatory دوران مختلفو ټکي وو.

په علومو انقلاب

دا ټول د ډېرحساسیت او د حیرانتیا خبره، خو ولې neutrino oscillations او د ډله دومره پاملرنه جلب؟ او د همدې ساده ده. په د elementary د ذراتو د فزیک معیاري نمونه، د شلمې پيړۍ، چې په سمه توګه په accelerators او نورو تجربو نورو ټولو کتنو تشريح په تیرو پنځوسو کلونو کې وده، د neutrinos وو ته massless وي. د neutrino ډله کشف ښيي چې څه ورک دی. معیاري نمونه نه ده بشپړه شوې. ورک عناصرو تر اوسه کشف شي - د لوی Hadron Collider او يا د نورو په مرسته، تر اوسه مجازی ماشین نه جوړ.