Un neutrin "fotografiat"
Într-un eveniment rar, fizicienii italieni au reuşit să "fotografieze" una dintre particulele elementare, şi anume neutrinul. Această reuşită remarcabilă ne poate eventual ajuta să inţelegem nu numai proprietăţile intrinseci ale neutrinului, dar poate să şi înţelegem natura misterioasei ''materii întunecate".
Categorie: Fizica
Autor: Cristian Presură
Neutrinul tocmai fotografiat a fost generat de Organizaţia Europeană pentru Cercetări Nucleare (CERN) din Elvetia, şi a circulat 730Km sub pământ înainte de a fi detectat în Italia, la Gran Sasso. Călătoria neutrinului din Elveţia până în Italia a durat 2.4 milisecunde, pentru că el a circulat cu o viteză apropiată de viteza luminii.
Neutrinii sunt particule elementare, care nu au sarcină electrică, şi interacţionează foarte rar cu materia obişnuită. Din cele căteva trilioane de neutrini care trec prin corpul nostru în fiecare secundă, doar câţiva vor interacţiona cu el. Pentru a opri un neutrin tipic, produs de Soare, ar trebui să cosntruim un zid de plumb gros de un an lumină. De aceea este atât de dificil pentru a observa un neutrin, pentru că el interacţioneză asa de slab cu materia obişnuită.
Neutrinii sunt de trei tipuri: neutrini electronici, neutrini muonici, şi neutrini tau. Pâna nu demult se credea că neutrinii nu au masă de repaus (ca şi fotonii), însă recent fizicienii au arătat ca ei au probabil o masă nenulă, care este de milioane de ori mai mică decât cea a electronului. Un fapt deosebit, mai rar întâlnit in fizica particulelor elementare (dar posibil), este că un neutrin de un anume tip este o superpozitie cuantică corespunzătoare tuturor celorlalte mase. Desgur, şi reciproca este atunci adevarată: un neutrin de o masă dată este o superpozitie cuantică a celor trei tipuri de neutrini. Consecinţa imediată a acestei proprietăţi este că un singur neutrin de o masă dată (ceea ce se măsoară în experiment) îşi poate schimba in timp tipul!
Efectul acesta a fost deja măsurat în neutrinii proveniţi de la Soare, care sunt de un anume tip, şi anume neutrinici electronici, fiind generaţi masiv în procesele de fuziune nucleară ce au loc în Soare. Cu toate acestea, aici pe Pământ detectăm doar o treime din numărul total de neutrini electronici pe care ne-am fi aşteptat să iî detectăm. Aceasta tocmai pentru că neutrinii electronici si-au schimat tipul pe drumul lor către Pamânt, devenind cu o probabilitate egală unul dintre cele trei tipuri.
Noua "fotografie" tocmai obţinutî a fost realizată la începutul acestei luni, printr-o efort comun elveţian şi italian. în 2006, CERN a început trimiterea unor fascicule de neutrini produse în acceleratorul său de lângă Geneva. Desigur, cercetătorii speră că numarul foarte ridicat de neutrini creaţi în accelerator creşte probabilitatea de a detecta un singur neutrin. Recent, cercetătorii italieni au instalat la Gran Sasso detectori formaţi din plăci speciale, ce pot detecta tipul diverselor particule ce sunt generate când un neutrin interacţionează cu materia obişnuită. Aceste plăci sunt făcute din straturi succesive de plumb şi material fotografic.
La începutul acestei luni, un neutrin a lovit unul din cei 60000 de detectori instalaţi, lăsând mai multe urme pe placile fotografice, printre care şi cea a unui muon (vezi figura). Pentru a confirma dacă netrinii au masă de repaus nenulă, cercetătorii au ales în aşa fel parametrii experimentului, încît neutrinii să poate oscila intre diversele tipuri. Astfel, ei trimit neutrini muonici din Elveţia, şi speră ca o parte dintre ei să fie detectaţi ca neutrini tau în Italia. Aceasta ar confirma definitv ipoteza că neutrinii au masă nenulă, lucru care s-ar putea măsura dacă ţinem cont că, în configuraţia curentă, sunt asteptate zilnic astfel de interacţie a neutrinilor în noile detectoare. In final, la Gran Sasso vor fi instalaţi 150000 de detectori.
Cercetatorii speră că aceste evenimente, odată studiate, sa poată ajuta la înţelegerea problemei masei neutrinului, problemă care are impact cosmolgic. Astfel, dupa cum se stie, materia obişnuită reprezinta numai 10% din masa totală a Universului. Natura unei alte părţi (denumită generic "materie întunecată") este necunoscută. Netrinii ar putea reprezenta o fracţiune din materia întunecată, căci ei sunt de mase foarte mici (dar nenule), şi aproape invizibili pentru noi. Cu toate acestea, această supozitie contravine cu observaţia că materia intunecată stă adunată in jurul galaxiilor, deorece neutrinul are o viteză aproape de viteza luminii, şi poate uşor scăpa atracţiei gravitaţionale. [www.stiinta.info]
Sursa originală: News in Science. Ştire prelucrată de www.stiinta.info.






Comentarii
Adauga un comentariuAdauga un comentariu
MVU, ce vrei sa spui cu comentariul tau? Eu unu n-am inteles nimic.
Neutrinii sunt numai de natura informationala, dar masuratorile prind efecte "materializate", in zona, ale acestora asupra structurilor de orice fel, asupra particulelor libere de antisubstanta, substanta.
Tehnic, ai dreptate. Am schimat formularea in "Cu toate acestea, aici pe Pământ detectăm doar o treime din numărul total de neutrini electronici pe care ne-am fi aşteptat să iî detectăm". E o dublura de cuvinte acolo, asta e, imi beau cafeaua... Cat de nume n-am mai pus, ramane pentru viitor :)
Articolul asta e mai vechi dar l-am vazut aici in partea dreapta si l-am citit abia acum.
Vad ca e preluat asa ca daca fac observatii, nu se supara nimeni. Asa ca fac.
Zice ca fenomenu asta de superpozitie a starilor proprii de masa si de flavor a fost observat la neutrinii solari. E adevarat, dar e incomplet. A mai fost detectat si la cei produsi in atmosfera precum si la cei produsi in reactoarele nucleare. Oricum, formularea e foarte hazlie: "Cu toate acestea, doar o treime dintre neutrinii electronici generaţi de Soare sunt detectaţi pe Pământ". Pai asta dupa ce tinem seama de legea lu R^2, sectiuni de captura, eficiente de detectie, etc. Adicatalea, nu 1/3 din toti, tovarasi soimi ai patriei.
In fine, in ultima parte a articolului se descrie un experiment. Numele lui e OPERA. Ca alalaltu de la Gran Sasso e cu argon lichid (ICARUS). In fine, nu stiu ce era asa de misterios, sa nu-i spuna numele.
Felicitari, Cristi, pentru explicatiile mai detaliate despre neutrini. Si noi pe http://fizicaparticulelor.ro avem cateva articole despre neutrini.
Mistere si rezultate despre neutrini:
http://fizicaparticulelor.ro/index.php?option=com_content&task=view&id=147&Itemid=2
Ce stim pana acum despre neutrino:
http://fizicaparticulelor.ro/index.php?option=com_content&task=view&id=78&Itemid=2
Cum se masoara energia neutrinilor:
http://fizicaparticulelor.ro/index.php?option=com_content&task=view&id=169&Itemid=2