Czym jest neutrino? Badanie cząsteczki może wyjaśnić zjawisko antynmaterii
Neutrino jest cząstką elementarną o zerowym ładunku elektrycznym. Naukowcy badają tą cząsteczkę od wielu lat i podejrzewają, że może wytłumaczyć tajemnicę brakującej antymaterii w wszechświecie – podaje portal Ars Technika.
Czym jest neutrino?
.Neutrina to maleńkie cząstki bez ładunku elektrycznego. Nazwa tłumaczy się jako “mały neutralny.” Według Modelu Standardowego powinny być bezmasowe, jak fotony, ale eksperymenty rozpoczęte w latach 90. wykazały, że tak czy faktycznie mają maleńką masę. Są co najmniej milion razy lżejsze od elektronów, co stanowi ekstremalną wagę światła wśród normalnej materii. Ponieważ fizycy wiedzą już, że neutrina naruszają Model Standardowy poprzez posiadanie masy, mają nadzieję, że dowiedzenie się więcej o tych drobnych cząstkach może dostarczyć wglądu we wszystko, co kryje się poza nimi.
Neutrina jednak powoli zdradzają swoje sekrety, ponieważ ledwo wchodzą w interakcję z innymi cząstkami. Około 60 miliardów neutrin ze Słońca przechodzi przez każdy centymetr kwadratowy ciała człowieka w każdej sekundzie. Gdyby te neutrina oddziaływały z atomami w naszych ciałach, prawdopodobnie by nas zniszczyły. Zamiast tego przechodzą prosto przez. “Najprawdopodobniej nie będziesz wchodzić w interakcję z pojedynczym neutrinem w ciągu swojego życia, mówi ” Pedro Machado, fizyk przy Fermilab pobliżu Chicago.
Neutrino może wyjaśnić tajemnicą antymaterii
.Wszystko, co widzimy wokół siebie, od ziemi pod naszymi stopami po najbardziej odległe galaktyki, składa się z materii. Dla naukowców od dawna stanowi to problem: według fizyków najlepsza aktualne teoria mówi o tym, że materia i jej odpowiednik, antymateria, powinny były powstać w równych ilościach w czasie Wielkiego Wybuchu. Ale antymateria jest znikomo rzadka we wszechświecie. Więc co się stało?
Fizycy nie znają jeszcze odpowiedzi na to pytanie, ale wielu uważa, że rozwiązanie musi wiązać się z subtelną różnicą w sposobie zachowania materii i antymaterii. W tej chwili najbardziej obiecująca droga na to niezbadane terytorium koncentruje się na nowych eksperymentach z udziałem tajemniczej cząstki subatomowej znanej jako neutrino.
“Nie oznacza to, że neutrina są zdecydowanie wyjaśnieniem asymetrii materia-antymateria, ale bardzo duża klasa modeli, które mogą wyjaśnić tę asymetrię, jest powiązana z neutrinami” – mówi Jessiki Turner, fizyk teoretyczny na Uniwersytecie w Durham w Wielkiej Brytanii.
Materia i antymateria
.W przyrodzie mogą istnieć różne cząstki antymaterii; występują w promieniach kosmicznych i chmurach burzowych i powstają w wyniku pewnego rodzaju rozpadu radioaktywnego. Ciekawostką jest to że, ponieważ ludzie i zawierają niewielką ilość radioaktywnego potasu, emitują niewielkie ilości antymaterii w postaci pozytonów. Niewielkie ilości antymaterii zostały również stworzone przez naukowców w akceleratorach cząstek i innych eksperymentach, przy wielkim wysiłku i kosztach, które tłumią marzenia science fiction o rakietach napędzanych antymaterią lub zasilaną przez nią bronią niszczącą planety.
Kiedy materia i antymateria spotykają się, unicestwiają się, uwalniając energię w postaci promieniowania. Takimi spotkaniami rządzi słynne równanie Einsteina, E=mc2 czyli energia równa się masie razy kwadrat prędkości światła, co mówi, że można zamienić odrobinę materii na dużo energii i odwrotnie. (Pozytrony emitowane przez ciała mają tak małą masę, że nie zauważamy malutkich ilości energii uwalnianej podczas ich anihilacji.) Ponieważ materia i antymateria tak łatwo ulegają anihilacji, trudno jest stworzyć kawałek antymaterii znacznie większy niż atom, chociaż teoretycznie można mieć wszystko, od cząsteczek antymaterii po planety i gwiazdy antymaterii.
Ale jest zagadka: jeśli materia i antymateria powstały w równych ilościach w czasie Wielkiego Wybuchu, jak sugeruje teoria, czy nie powinny były unicestwić się, pozostawiając wszechświat złożony z czystej energii? Dlaczego została jakaś sprawa?
Tajemnica neutrino
.Według najnowszych badań, neutrino może pomóc zrozumieć ludzkości tajemnicę antymaterii. Eksperymenty polegające na wysłaniu skondensowanych wiązek neutrin do specjalnych pomieszczeń, które badają wpadające do nich cząstki, udowodniły, że neutrino może przybierać dwie formy. Nie zmieniając swojej masy, cząsteczka może być neutrino i antyneutrino. Pomimo takich zmian w swojej istocie, dalej jednak nie wchodzi w reakcje antycząsteczkami swojego gatunku, ponieważ pozostaje neutralną.
Takie zachowanie neutrin przywodzi wiele pytań, jednak stwarza również pole do odpowiedzi na te powstałe wcześniej,. Dogłębne badanie nieanihilujących się neutrin i antyneutrin przybliży ludzkość do zrozumienia zagadki antymaterii.
Oprac. Tomasz Diłanian
