دیجی لند | اخبار دنیای دیجیتال اخبار دیجیتال | اخبار فن آوری

نوترینو: اسرارآمیزترین و عجیب‌ترین ذره‌ی بنیادی شناخته شده

نوترینو: اسرارآمیزترین و باورنکردنی‌ترین ذره‌ی بنیادی مشهور

ادر باشند به انواع دیگر نوترینوها مبدل شوند. با این وجود اگر نوترینوها جرم داشتند امکان تغییر نوع در آنها وجود داشت. با اینحال معلوم شد که جرم نوترینو با جرمی که ما با آن روبه‌رو هستیم، شبیه به نیست.

در نظریه‌ی استاندارد ذرات، نوترینوها به وسیله نیروی الکتروضعیف کنترل می­‌شوند که این نیرو، واحدسازی نیروی الکترومغناطیسی به دفعات، مغناطیس و نیروی هسته‌­ای ضعیف است. نظریه‌ی الکتروضعیف یک نظریه‌ی کوانتومی است پس اصل عدم قطعیت نیز با استناد به این شرایط می باشد. از این جهت، شما می­‌توانید جرم و یا نوع یک نوترینو را محاسبه کنید و نه هر دو را. در حقیقت ما نمی‌­توانیم بگوییم نوع مخصوصی از الکترون، حاوی جرم مخصوصی است. به دلیل وجود سردرگمی کوانتومی میان جرم و نوع الکترون، ما پیوسته محدودیت دانستن در یک لحظه هر دوی آنها را داریم. طبق نظریه‌ی ذرات، سه نوع جرم و سه نوع نوترینو می باشد. چیزی که یک نوترینوی الکترون را از یک نوترینوی میون دارای اختلاف می‌کند، ترکیب کوانتومی سه جرم مختلف آن است. 

ذرات نوترینو / neutrino particles

نوترینو، یکی از فراوان‌ترین ذرات جهان است و بیش از ۹۹ درصد انرژی انفجارهای کیهانی را حمل می‌کند

پس چگونه نوترینوهایی با جرم ابهام آمیز کوانتومی می‌تواند مسئله­ نوترینوی خورشیدی را حل کند؟ بررسی‌ها نشان می‌دهد که هر حالت ­ویژه‌ی جرم، سرعت متفاوتی دارد. در نظریه‌ی کوانتوم، هر حالت جرمی طول موج متفاوتی دارد پس با تغییر این حالت­­‌ها، تداخل در موج­‌های آنها ایجاد می­‌شود. این پدیده را نوسان نوترینو، می­‌نامند. از این جهت، با حرکت یک نوترینوی الکترون در کیهان، این نوترینو بین حالات مختلف نوسان می­‌کند و شانس رصد این الکترون به شکل میون یا تاو بیشتر و کمتر می­‌شود. هر ثانیه حرکات اتمی بسیار فراوانی به وسیله ما انجام می‌شود با اینحال این ذرات تحت تاثیر ما قرار نمی‌گیرند از آنجاییکه نوترینوها تنها با اجزای دیگر و از روش نیروی هسته‌ای بسیار ضعیف رابطه برقرار می‌کنند. این به این معنی است که نوترینوها باید به حدی به اجزای دیگر نزدیک باشند که قادر باشند هسته‌ی آنها را لمس کنند و تنها در این لحظه است که نیروی هسته‌ای ضعیف، می‌تواند بر روی آنها تاثیر بگذارد.

این مسئله نیز باعث می‌شود تا تشخیص نوترینوها به روش عجیبی سخت باشد و بدین جهت نیز فیزیک‌دانان تست‌های مرتبط به نوترینو را در درون زمین انجام می‌دهند از آنجاییکه خوب است تا از تداخل عواملی مانند تابش پرتوهای کیهانی به زمین، دوردستی کنند. چندی قبل انجام آزمایشاتی باورنکردنی، دلیل شد تا محققان بوجود نوترینوی چهارمی به اسم «نوترینوی استریل» پی ببرند که هیچ تعاملی با اجزای دیگر ندارد با این وجود می‌تواند با نوترینوهای دیگر تداخل ایجاد کند. چنین پدیده‌ای را می‌توان بسیار بزرگ به حساب آورد؛ از آنجاییکه وجود آن می‌تواند از رازهایی مانند دلیل جرم داشتن نوترینوها، طبیعت ماده‌ی تاریک، دلیل وجود ماده‌‌های بیشتر درمقایسه با پادماده در ابتدا پدید آمدن جهان پرده بردارد.

ذرات نوترینو / neutrino particles

مقاله‌های مرتبط:

یک گروه بررسی آرایه‌ای از ۵ هزار و ۱۶۰ موج‌یاب را در درون یخ‌‌های قطب جنوب قرار دادند. این موج‌یاب‌ها برای شناسایی نوترینوهای که به وسیله برخورد اشعه‌های کیهانی در جو فوقانی زمین تشکیل می‌شوند، بسیار فرضیه آل هستند. خود زمین هم تمامی نویزهای اشعه‌های کیهانی و دیگر اجزا را پالایش می‌کند و تنها نوترینوها قادر اند از آن عبور کنند. هر از گاهی، یک نوترینو با یک هسته‌ی برخورد می‌کند و یک میون تشکیل می‌شود. وقتی این امر به وقوع می پیوندد از خود نوری آبی ساتع می‌کند که شبیه به به یک انفجار صوتی خواهد بود. نظریه‌پردازان با استناد به مشاهده‌های ابتدایی‌ی خود از وجود نوترینوی استریل خبر دادند که سیگنال‌های آن تنها در درون محدوه‌ی انرژی مخصوصی به نمایش در می‌آمدند. ولی باید گفت هیچ نشانی از وجود این نوترینو در تمامی معلومات ثبت شده و تست‌های تازه به دست نیامده است. 

محققان خیلی صبر کرده‌اند با اینحال به ذهن خطور می کند صبر آنها به ثمر نشسته است و به ذهن خطور میکند که نوترینو در درک بسیاری از معماهای فیزیک مدرن نقش بطور کلی حیاتی دارد؛ مثلا چرا کیهان عمدتا از ماده تشکیل شده است؟ آکادمی علمی سلطنتی سوئد، جایزه‌ی نوبل فیزیک ۲۰۱۵ را به تاکاکی کاجیتا (Takaaki Kajita) و آرتور بی مک دونالد (Arthur B. McDonald)، برای کشف ارتعاشات نوترینو اهدا کرد. نوترینوها از لحاظ فراوانی در کائنات، بعد از فوتون‌ها، در مقام دوم قرار دارند. این ذرات در واکنش‌‌های هسته‌‌ای، مثلا در خورشید و ستاره‌ها، ایجاد می‌شوند. آنها بسیار اندک با محیط پیرامونشان برهمکنش می‌کنند، مثلا آنها قادر اند بدون اینکه متوقف شوند از درون زمین رد شوند. هر لحظه هزاران نوترینو در حال عبور از بدن شما هستند. یک نوترینوی میون می‌تواند مبدل به یک نوترینوی تاو شود. در حقیقت آنها ارتعاش می کنند. این مشاهدات به وسیله دو گروه بررسی، یکی در ژاپن و دیگری در کانادا انجام شد.

ذرات نوترینو / neutrino particles

مقاله‌های مرتبط:

این کشف، ثابت می‌کند که نوترینوها که تا قبل از این تصور می‌شد، جرمی ندارند، حاوی جرم اندکی هستند. از آنجایی که نوترینوها یکی از فراوان‌ترین ذرات عالم هستند، مطمئنا دید ما را درمقایسه با هستی تغییر می‌‌دهد. نمونه استاندارد فیزیک در باب درونی‌ترین عملکرد ماده بسیار موفق نمایش داده و در مقابل همه مساله‌های تجربی برای بیش از دو دهه مقاومت کرده بود. با اینحال با استناد به این نمونه، نوترینوها فاقد جرم هستند، رصدهای تازه به‌طور واضحی نشان داد که نمونه استاندارد نمی‌تواند نظریه‌ی کاملی در باب اجزای بنیادین جهان معرفی کند. کشفی که برنده‌ی جایزه نوبل فیزیک امسال شد، بینش‌های مهمی را در باب همه نوترینوهای جهان، اعم از پنهان و آشکار معرفی کرده است.

بعد از فوتون‌ها یا همان ذرات نور، نوترینو‌ها بیشترین تعداد ماده را در کل کیهان به‌ خود اختصاص داده‌اند؛ زمین بصورت ممتد به وسیله آن‌ها بمباران می‌شود. بسیاری از نوترینوها در واکنش بین تابش کیهانی و جو زمین ایجاد می‌شوند. دیگر آن‌ها در اثر واکنش‌های هسته‌ای درون خورشید تولید می‌شوند. هزاران میلیارد نوترینو در هر ثانیه از درون بدن ما عبور می‌کنند و حدودا چیزی نمی‌تواند جلوی عبور آن‌ها را بگیرد. نوترینوها دست‌نیافتنی‌ترین ذرات بنیادی طبیعت هستند. اکنون آزمایشات ادامه داشته و کارهای فراوانی در تمامی جهان برای شکار نوترینوها و بررسی خصوصیت‌های آن‌ها در حال انجام است.

امیدواریم این نوشته پیرامون موبایل برای شما جالب بوده باشد.

منبع خبر