Slo-Tech - Nevtrini niso novi delci, saj jih je Pauli predpostavil že pred skoraj sto leti, odkrili pa so jih leta 1956 in zato štiri desetletja pozneje dobili tudi Nobelovo nagrado. A nevtrini so izmuzljivi delci, ki s snovjo skorajda ne reagirajo, saj jih milijarde leti čez naša telesa vsako sekundo, pa se tega sploh ne zavedamo. Po eni strani jih je zato res težko zaznati in z njimi kaj izmeriti, po drugi strani pa so to odlični vesoljski sli, ki lahko neovirano prepotujejo res daleč. V četrtek so raziskovalci kolaboracije Icecube objavili, da so prvikrat v zgodovini uspeli visokoenergijske nevtrine pripisati točno določenemu viru.

Izvirajo iz galaksije NGC 1068 v ozvezdju Kita, ki so jo prvikrat opazili leta 1780 in je od Zemlje oddaljena 47 milijonov svetlobnih let. V vesoljskem merilu je torej praktično naša soseda. Observatorij Icecube je velikanski instrument na južnem tečaju, ki vsebuje milijardo ton zelo čistega ledu približno dva kilometra pod površjem. Nevtrini zelo neradi...

Slo-Tech - Kot se je napovedovalo že več mesecev, so v reviji Nature umaknili znameniti Microsoftov članek iz leta 2018, v katerem so skupaj z raziskovalci z delftske univerze poročali o odkritju delcev, ki zavzamejo Majoranova stanja, kar bi izjemno približalo izdelavo na šum iz okolice odpornega kvantnega računalnika. A začnimo pri začetku.

Majoranovi delci so teoretični konstrukt, ki ga je leta 1937 napovedal italijanski fizik Ettore Majorana. Doslej še niso odkrili delcev, ki bi izpolnjevali potrebne lastnosti, da bi jih tako imenovali, bi pa morda nevtrini lahko bili primer. Pri izdelavi kvantnih računalnikov pa bi odkritje takih delcev ali pa vsaj stanj pomenila velikanski preboj, saj bi bila taka realizacija neobčutljiva na okoliški šum. Majoranova stanja je leta 2001 predpostavil ruski matematik Aleksej Kitajev, nastali pa bi kot kompleksne strukture več osnovnih delcev. Do leta 2018 jih eksperimentalno niso opazili, potem pa je presenetil Microsoft s tem odkritjem. Tudi zato, ker v...

Slo-Tech - Globoko pod antarktičnim površjem, blizu južnega tečaja, je v dobrem kubičnem kilometru ledu več tisoč detektorjev, ki lovijo nevtrine. Detektor IceCube kot posodo uporablja kar naravni led, ogromno količino pa potrebuje, ker nevtrini sila redko reagirajo s snovjo. Vsako sekundo Zemljo preletava nepregledno število nevtrinov, ki neovirano prečkajo planet, ne da bi kdo to sploh opazil. Vsake toliko časa pa kakšen nevtrino reagira s snovjo, kar ustvari sekundarne delce, ki jih opazimo. Mimogrede, podobnih detektorjev je še nekaj, denimo Antares na francoski sredozemski obali.

Konec leta 2016 je eksperiment IceCube zabeležil dogodek, o katerem je bil danes objavljen članek v reviji Nature (analiza podatkov in recenzentski postopki so dolgi). Nevtrino, ki je na Zemljo priletel iz oddaljenega vesolja, je imel ravno primerno energijo (6,3 PeV), da je ob trku z elektronom reagiral. Nastala je paleta sekundarnih delcev, ki so jih detektorji opazili. S tem so prvikrat eksperimentalno...

Slo-Tech - Potem, ko je minulo sredo nesrečno padel po stopnicah na Univerzi Princeton, kjer je kot raziskovalec delal šestdeset let, je britanski znanstvenik Freeman Dyson včeraj umrl bolnišnici. Bil je matematik, fizik in avtor številnih del s teh področij, kariero pa je začel med drugo svetovno vojno kot statistični analitik v poveljstvu zračnih sil, kjer je s pomočjo matematike skušal zavezniška bombardiranja Nemčije napraviti učinkovitejša.

Leta 1948 je med potovanjem za avtobusom po ZDA razrešil eno od ugank kvantne elektrodinamike pri interakciji elektronov in fotonov; ugotovil je, da sta pristopa Richarda Feynmana in drugih dveh fizikov, Juliana Schwingerja in Sin-Itiro Tomonaga pravzaprav matematično enaka, šlo je za drugačna načina opisovanja iste stvari. Trojica je pozneje dobila Nobelovo nagrado, sam pa se je moral zadovoljiti z Heinemannovo nagrado, ki je po ugledu v fiziki neuradno na drugem mestu za Nobelovo.

Po drugi svetovni vojni se je ukvarjal z jedrskimi poskusi, med...

Slo-Tech - V Karlsruheju, kjer teče eksperiment KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino), so dobili prve uporabne rezultate. Ti so poskrbeli za najnatančnejše meritve mase nevtrinov, ki so dosedanjo zgornjo mejo razpolovile. Nevtrini po trenutnih informacijah tehtajo največ 1,1 eV. Za primerjavo: elektroni tehtajo 0,51 MeV, protoni pa 938 MeV. Nevtrini so tako lahko, da so svoj čas predpostavljali, da sploh nimajo mase.

Nevtrini so nevtralni delci, ki so tudi bistveno lažji od katerihkoli drugih osnovnih delcev, zato jih je izjemno težko zaznati. Skozi snov potujejo praktično brez težav, kar pomeni, da je verjetnost za interakcijo s čimerkoli skrajno nizka. Skozi Zemljo in tudi naša telesa dnevno potujejo milijarde in milijarde nevtrinov, ne da bi se nas kakorkoli dotaknili. A hkrati so nevtrini eni izmed najpogostejših delcev v vesolju, zato je njihovo poznanje pomembno.

Rezultati, ki jih sedaj objavlja kolaboracija KATRIN, so nastali v meritvah letošnjega aprila in maja. Detektor meri razpad...

Slo-Tech - Observatorij IceCube na južnem tečaju v dveh letih delovanja ni našel nobenih dokazov, ki bi potrjevali ali vsaj nakazovali obstoj sterilnih nevtrinov. Čeprav neobstoj dokaza ne dokazuje neobstoja, je to precej močan indic, da sterilnih nevtrinov bržkone ni. Vsaj v energijskem razponu 10 GeV do 10.000 TeV, kjer bi jih IceCube lahko zaznal, jih ni. S tem je skoraj pokopana ena izmed bolj elegantnih razširitev standardnega modela.

Nevtrini so eni izmed najzanimivejših delcev med sedemnajsterico, ki sestavlja standardni model. Predpostavili so jih pri študiji beta razpada, ki je fizike na začetku 20. stoletja begal več desetletij. Beta razpad je namreč navidezno kršil ohranitvene zakone, saj so meritve...

Slo-Tech - Nobelovo nagrado za fiziko bosta letos prejela japonski fizika Takaaki Kajita in kanadski fizik Arthur B. McDonald za odkritje oscilacij nevtrinov, kar dokazuje, da imajo nevtrini maso. Kajita in McDonald sta delovala v velikih kolaboracijah, a ker lahko Nobelovo nagrado prejmejo največ trije posamezniki, je Švedska kraljeva akademija znanosti sklenila, da sta prav omenjena odigrala ključno vlogo pri izpostavljenem odkritju. Vsak izmed njiju bo prejel štiri milijone švedskih kron (430.000 evrov).

Wolfgang Pauli, ki je leta 1945 prejel Nobelovo nagrado za odkritje po njem poimenovanega principa, da dva fermiona ne moreta zasedati istega kvantnega stanja, je leta 1930 v obupanih poizkusih razložiti beta...

Slo-Tech - Debata o hitrosti nevtrino še vedno ni povsem končana, čeprav je predlani ekipa iz CERN-a ugotovila, da so bile njihove predhodne meritve napačne. Robert Ehrlich z Univerze George Mason trdi, da se nevtrini gibljejo z nadsvetlobno hitrostjo in da imajo imaginarno maso, kar naj bi elegantno pojasnilo šest različnih meritev. Podrobnosti so v članku, ki je objavljen v Astroparticle Physics.

Nesrečne nevtrine so si najprej povsem teoretično izmislili, da bi elegantno razložili beta razpad, ko v jedru nevtron (tedaj seveda niso vedel, da gre za razpad nevtrona, videli so le spremembo atomskega števila) razpade v proton in elektron (beta minus razpad) ali pa se proton pretvori v nevtron in pozitron (beta plus razpad). Da bi se pri...

Slo-Tech - Rezultati japonskega eksperimenta T2K z zanesljivostjo 7,5 sigma (za odkritje zadostuje že pet sigma) kažejo, da nevtrini spreminjajo okus, kot smo slutili že nekaj časa. S tem je konec ene večjih ugank glede nevtrinov, o katerih na prvih straneh beremo že nekaj let. Še posebej so bili aktualni pred dvema letoma, ko so zaradi napake pri meritvah v CERN-u najprej dve leti ugotavljali, ali so nevtrini hitrejši od svetlobe. Izkazalo se je, da niso. Spreminjajo pa okus.

Torej, nevtrini so elementarni subatomski delci, ki jih je silno težko raziskovati. Glavna težava je šibka interakcija s snovjo, saj nas vsako sekundo preleti na milijarde nevtrinov, pa večine sploh ne opazimo. Detektorji zanje morajo biti zato ogromni, da ulovijo vsaj tu in tam...

PhysOrg.com - Znanstveniki v laboratoriju Fermilab v Illinoisu so objavili rezultate svojega eksperimenta, ki dopolnjujejo pred dvema tednoma obelodanjene izsledke japonskega eksperimenta T2K o oscilacijah nevtrinov. Vsi preizkusi so namenjeni iskanju odgovora na vprašanje, ali nevtrini lahko menjajo okus in kako pogosto se to zgodi. CERN in OPERA sta lani zaznala prvi primer oscilacije umetno produciranega nevtrina v zgodovini, a je šlo za izoliran dogodek. Nadaljnji eksperimenti poizkušajo osvetliti...

Slo-Tech - Po standardnem modelu obstojijo nevtrini v treh okusih (elektronski, muonski in tauonski), a eksperimenti iz Fermilaba kažejo, da bi utegnila resnično obstajati tudi četrta vrsta nevtrinov. Doslej je bolj ali manj sprejeto dejstvo, da lahko te tri vrste nevtrinov oscilirajo in se medsebojno pretvarjajo, in prav te vrste oscilacij je meril eksperiment MiniBooNE (Mini Booster Neutrino Experiment). Znanstvenike pa je presenetilo odkritje, da je bilo oscilacij preveč.

Zaslužni...

Slo-Tech - Nevtrini so elementarni delci iz razreda leptonov, ki si jih leta 1930 izmislil Wolfgang Pauli, da je lahko uredil svoje enačbe radioaktivnih razpadov. Ker pri beta razpadu opaženi delci niso imeli toliko energije, gibalne količine in vrtilne količine kot starševski izotopi, je predpostavil, da razliko poberejo delci, ki se imenujejo nevtroni. Žal je James Chadwick leta 1932 odkril masivne delce in jih poimenoval nevtroni, kar se je ohranilo do danes. Paulijeve skrivnostne delce je Enrico Fermi zato poimenoval nevtrino. Odkrili so jih petindvajset let pozneje.

Podobno kot antidelci antinevtrini so nevtrini sila izmuzljivi delci, saj z materijo slabo reagirajo. Vsako sekundo naše telo...