» »

CERN/OPERA: nevtrini imajo maso

CERN/OPERA: nevtrini imajo maso

Pot curka nevtrinov od vira do detektorja

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 preleti bilijon nevtrinov, a v celotnem našem življenju povprečno le trije nevtrini reagirajo z atomi v našem telesu. Prav zaradi izjemno slabe interakcije jih je težko zaznati. Od tistih let pa vse do preloma tisočletja je fizike begal problem Sončevih nevtrinov. Sonce je največji vir nevtrinov, a eksperimenti so kazali, da jih Sonce odda le tretjino toliko, kolikor bi jih po izračunih moralo.

Stari model je namreč predpostavljal, da so nevtrini brezmasni delci, ki obstoje v treh okusih: elektronski, tauonski in muonski. Sonce naj bi sevalo le elektronske nevtrine, ki okusa ne bi mogli spreminjati. Kasneje so znanstveniki sprejeli teorijo, da so nevtrini masni delci, kar pomeni, da so zmožni spreminjati okus po nastanku. Pojav se imenuje oscilacija nevtrinov in pojasni, zakaj je število zaznanih nevtrinov s Sonca nižje - nevtrino, ki zadene detektor, pač ne pravega okusa.

Detektor OPERA v Gran Sassu v Italiji zaznava nevtrine, ki jih proizvajajo v 732 kilometrov oddaljenem CERN-u na francosko-švicarski meji. Razdalja je tako velika, ker verjetnost oscilacije raste s prepotovano razdaljo. V CERN-u so v SPS-u pripravili curek muonskih nevtrinov, a je detektor v Italiji med njimi odkril enega tauonskega. To je prva zabeležena oscilacija nevtrina, ki je bil umetno proizveden in nato pomerjen na drugem koncu. Seveda znanstveniki z enim dogodkom ne bodo zadovoljni, zato bodo meritve nadaljevali. Statistika pravi, da naj bi eksperiment v svojem življenjskem času odkril 15 oscilacij nevtrinov.

22 komentarjev

Matevžk ::

Lepo spisana novica, če odštejemo mrgoleče tipkarske napake.

A tile curki bi bili uporabni za komunikacijo? :D
lp, Matevžk

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Matevžk ()

dunker ::

Sklepam, da ne pretirano, če se še spreminjajo po poti ... in verjetno ne dosegajo (bistveno) večje hitrosti kot optični mediji.

mr1two ::

samo a ni tukaj prenosni medij zrak/trdna snov? skratka potujejo skozi vse?

Matevžk ::

@dunker: Hitrosti po mediju sigurno ne. Praktično pa je, da medija ni potrebno polagati. Wireless skozi vsako oviro. Tudi direktno skozi središče zemlje (kar je bližje kot po kablu naokrog). Problem je najbrž, da signal ne gre le skozi oviro, pač pa tudi skozi sprejemnik, brez da bi ta kaj sprejel. :D Tisto spreminjanje "okusa" po poti bi bilo pa seveda potrebno razumeti in ukrotiti. Nisem mislil, če je uporabno v trenutni obliki, pač pa po mnogih dodatnih raziskavah. :)
lp, Matevžk

Tear_DR0P ::

kako pa so prepričani da so ujeli nevtrino iz CERNa in ne od kje drugje?
"Figures don't lie, but liars figure."
Samuel Clemens aka Mark Twain

Lion29 ::

OT:
zakaj ta izbira besede? "OKUS"?? wtf? Beseda tip nevtrina ali funkcija, ali stanje, ali oblika...in se cel kup drugih besed bi bile veliko bolj primerne, kot okus!


drugace je pa sama novica fantasticno spisana. Zadosti tehnicna in laicna skupaj, da jo lahko razumejo tako struckoti, kot mi nevednezi. Res pohvalno

/OT


kar se pa same vsebine tice...mi je res zelo interesantno. Zanima me, kako lahko sploh merijo nevtrine, ce sploh ne reagirajo z materijo... kaksni so to merilniki?

kot drugo, me pa zanima, kako so lahko prepricani, da tisti nevtrin, ki naj bi imel drugacno stanje, ravno iz CERNA? kaj pa ce je od kod drugod? A imajo tej nevtrini iz CERNA kak poseben marker, da vedo da gre za te iste nevtrine? In ce ja, kako to dosezejo?
Frontend UI/UX developer

JanK ::

Matevžk je izjavil:

A tile curki bi bili uporabni za komunikacijo? :D


Popolnoma neuporabni. Poglej si sliko OPERA detektorja ali Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector. In tukaj ni kaj za raziskati - nevtrini pac tako sibko interagirajo s snovjo. Pa se za produkcijo rabis jedrski reaktor, dovolj velik pospesevalnik ali atomsko bombo.

Matevžk je izjavil:

Tisto spreminjanje "okusa" po poti bi bilo pa seveda potrebno razumeti in ukrotiti.


Spet ni kaj za ukrotiti. Ko nevtrino zapusti mesto nastanka, si z njim opravil - ima svoje lastnosti na katere ne mores vplivati. In ena izmed lastnosti je, da okus oscilira (se spreminja iz enega v drugega in nazaj). Ravno to lastnost so merili, nanjo pa se ne da vplivati, razen (morda - to bi moral pogledati) z zacetno energijo nevtrina. Priblizen analogon je nihanje sklopljenega nihala. Ko ga enkrat pozenes, niha po svoje.

Tear_DR0P je izjavil:

kako pa so prepričani da so ujeli nevtrino iz CERNa in ne od kje drugje?


Po ohranitvi gibalne kolicine in energije. Predstavljaj si da nek asteroid na svoji poti po vesolju eksplodira. Posamezni deli asteroida se po eksploziji gibljejo vsak v svojo smer, nekateri lahko tudi nazaj od koder je asteroid prisel. Tezisce vseh teh delcev se giblje z nespremenjeno hitrostjo in smerjo skozi vesolje.

V OPERA detektirajo razne delce, ki nastanejo ob interakciji nevtrina s snovjo. Ko sestejejo gibalne kolicine in energije, dobijo smer in energijo izvornega delca. Seveda vedo kaksno energijo ima nevtrino ob nastanku - saj ga sami proizvedejo v CERNu, pa tudi smer je jasna. In ce se to vse ujema, vedo, da je prisel iz CERNA in ne od kod drugod.

BTW, nevtrino vsekakor interagira s snovjo - ce ne bi, ga sploh ne bi bilo, ker ne bi obstajala interakcija, ki bi ga prozivedla. V kvantni mehaniki so namrec enacbe za proces nastanka in interakcije enake, razen kinematicnih kolicin.

Stvar je samo v tem, da interagira zelo, zelo sibko v primerjavi z elektromagnetno in z mocno interakcijo (interakciji, ki sta pomembni na kvantnem nivoju). Zato rabis tako velike detektorje, ali pa ogromen fluks nevtrinov, ki pa ga lahko dobis samo v jedrskem reaktorju (ali bombi), ima pa to slabost, da ne mores kontrolirati ne smeri ne energij dovolj natancno, da bi bila stvar uporabna za tovrstne poskuse.

Thomas ::

To, da imajo nevtrini maso, ni nič novega. O tem sem tudi pisal tle na Slotechu par mesev nazaj in so bili eni zelo pametni, kako da nevtrini nimajo mase in da gravitacija nanje ne učinkuje.

Kar se tiče tegale eksperimenta ... sem pa zaekrat zelo skeptičen. Zelo.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

BlueRunner ::

Saj. Zato se ga bo pa ponavljalo.

Highlander ::

Kar se tiče tegale eksperimenta ... sem pa zaekrat zelo skeptičen. Zelo.


V cem je skepsa? Statistika N = 1 jo seveda avtomaticno prinasa, sam rezultat - potrditev oscilacij (ki jih pa lahko imajo samo, ce imajo maso) pa ne vidim v cem bi bil problematicen, saj se ujema z meritvami iz vesoljskih izvorov.

Jaz sicer dvomim, da bi bilo tole lahko uporabno za komunikacijo, ampak v principu pa tega ne moremo kar tako izkljuciti (kot je nekdo zgoraj), namrec v primeru, da bi odkrili dober izvor in detektor - na tem mestu ne pozabite, da tud Standardni model NI dejstvo, pac pa model, ki se ga vedno preucije in preverja. Npr. po odkritju laserja so dosegljive trenutne radiance poskocile za vec kot 20 velikostnih redov, in prej si npr. ni bilo moc zamisliti TB/s komunikacij. Ne bit prevec pametni glede prihodnosti.

Matevžk ::

Highlander je izjavil:

Jaz sicer dvomim, da bi bilo tole lahko uporabno za komunikacijo, ampak v principu pa tega ne moremo kar tako izkljuciti /.../ Ne bit prevec pametni glede prihodnosti.

Nekaj podobnega sem hotel jaz pripomniti, pa se nisem počutil dovolj suverenega. :) V resnici nisem pričakoval tako zelo negativnega odgovora, kot ga je podal JanK, bolj sem pričakoval kaj v smislu tvojega (ali pa bolj optimističnega). No, morda optimizem res ni na mestu, ampak dolgoročno nikoli ne veš. :)
lp, Matevžk

JanK ::

Sa lahko malo zagovarjam :)

Nisem trdil, da to ne bo mogoce, verjamem pa, da to se dolgo casa ne bo mozno. Razen s kaksno tehnologijo kot v "The Contact", :) ki je mi PMSM ne bomo doziveli.

Standardni model seveda ni popoln. Mislim pa, da je dovolj dober, da se zelo dobro ujema z opazanji v zvezi z nevtrini. Ravno tako, kot je nepotrebno uporabiti posebno relativnost ali kvantno mehaniko za opis velike vecine "vsakdanjih" pojavov.

Kar mislim reci je, da, neglede na napredek modela, t.j., matematicno-fizikalne teorije, bo morala "nova" teorija vsebovati "staro" - v novi ne bodo nevtrini prav nic bolj sklopljeni s snovjo, kot so sedaj, drugace bo teorija zanic, ker ne bo opisovala dejanskega stanja. In po "stari" teoriji to, kar sem opisal, drzi: se pravi ogromen fluks ali ogromni detektorji.

Za ilustracijo: Super Kamiokande je v vseh 4 letih delovanja detektiral okoli 1 soncni nevtrino na tono vode (linka sedajle ne najdem, sorry). Iz 2.8 GW jedrskega reaktorja pride 5*10^20 nevtrinov na sekundo, ze na 280 metrih oddaljenosti od reaktorja pa je fluks na nivoju fluksa soncnih nevtrinov. In to so stevilke, ki jih PMSM "nova" teorija ne more spremeniti.

Thomas ::

Standardni model ne predvidi niti pravilne mase atomov. Tako da ...
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

JanK ::

Ampak izmerjena masa atoma (ali izmerjena sklopitev nevtrinov) se ne bo spremenila, ne glede na model, kaj ne?

Da zaustaviš pol nevtrinov, potrebuješ 57 svetlobnih let debelo svinčeno steno. Ali se bo to z novo super duper teorijo spremenilo?

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: JanK ()

JohanP ::

Torej mafijski detektor lahko zazna muonske in tauonske okuse nevtrinov. Če je to res, potem lahko ugotovijo, ali je sončni fluks nevtrinov v skladu s "teorijo" ali ne?
Edit:
My bad :|
kanadski eksperiment iz leta 2001 je potrdil, da je 35% sončnih nevtrinov elektronskih, ostali pa so muonski in tauonski in da se fluks poklapa s "teorijo"

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: JohanP ()

Matevžk ::

JanK je izjavil:

Da zaustaviš pol nevtrinov, potrebuješ 57 svetlobnih let debelo svinčeno steno. Ali se bo to z novo super duper teorijo spremenilo?

Lahko najde alternativen način interakcije z materijo, ki nima takih nemogočih zahtev. Ni pa to od danes na jutri, seveda, in morda res kaj takega sploh ne obstaja.
lp, Matevžk

Brane2 ::

JanK je izjavil:


Da zaustaviš pol nevtrinov, potrebuješ 57 svetlobnih let debelo svinčeno steno. Ali se bo to z novo super duper teorijo spremenilo?


Kar pomeni, da "antena" v bodoče ne bo iz svinca. Kar itak nikoli ni bil problem, glede na EU direktive... >:D
On the journey of life, I chose the psycho path.

Bor H ::

JanK: tudi newtnova mehanika ni predvidevala stvari kot je zlivanje jeder in njihovi razpadi, pa jih danes s pridom uporabljamo. Kot ti je rekel Matevžek, nova teorija stare verjetno ne bo sesula, ji pa lahko doda nekaj lastnosti, ki bodo odprle nove poti.

celada ::

Lion29 je izjavil:

OT:
zakaj ta izbira besede? "OKUS"?? wtf? Beseda tip nevtrina ali funkcija, ali stanje, ali oblika...in se cel kup drugih besed bi bile veliko bolj primerne, kot okus!


drugace je pa sama novica fantasticno spisana. Zadosti tehnicna in laicna skupaj, da jo lahko razumejo tako struckoti, kot mi nevednezi. Res pohvalno

/OT



Ker je to prav fizikalna veličina.
Več si preberi tu:
Flavour %28particle physics%29 @ Wikipedia
Asus p5q-pro, 1,5 TB Segate Baraccuda , Sapphire Ati radeon 4850
Core 2 Duo E8400 4Gb rama

Highlander ::

Zanimivo je, da kolicini kot sta okus in barva osnovnih delcev sploh ne zmedeta otrok v vrtcu, tezave pa delata starejsim. Asisten iz fizike je namrec povedal tole zanimivo zgodbo v zvezi z njegovo hcerko: Ko so jo v vrtcu vprasali, kaj pocne njen oce, je mala odgovorila, da opazuje delce, ki so tako majhni, da jih nihce ne more videt, njen oce pa pozna celo njihovo barvo in okus. No, njena vzgojiteljica je zakljucila, da se mala zafrkava in oce je bil klican na govorilne ure...

Uporabite malo domislije, no - okus je le beseda, in lahko opisuje vec popolnoma nepovezanih, a enako abstraktnih, stvari. In z obema ima opravka slehernik, samo da se tega fizikalnega malokdo tudi zaveda :D.

Edit: italic namesto quote, jebemti sunac :)

Zgodovina sprememb…

Thomas ::

kanadski eksperiment iz leta 2001 je potrdil, da je 35% sončnih nevtrinov elektronskih, ostali pa so muonski in tauonski in da se fluks poklapa s "teorijo"


Ja. In tale tauonski ni bil iz Sonca? Ta je bil naravnost iz CERNa?

"Na poti iz Indije v Pariz, smo se ustavili pri vas". Šur ste se.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Thomas ::

Samo od kod greste in kam ste namenjeni, je pa druga. Komot da popotujete koj od Litije do Čateža.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Vpliv nevtrinov na radioaktivni razpad izključen

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
82242 (1436) sprasujem
»

Znanstveniki skeptični o vplivu Sonca na radioaktivni razpad delcev

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
403918 (2049) Thomas
»

Preliminarni izsledki: masa antidelcev različna od mase istovrstnih delcev

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
419158 (6610) innerspace
»

CERN/OPERA: nevtrini imajo maso

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
226838 (5262) Thomas
»

Sončevi nevtrini

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
111997 (1997) blank3_

Več podobnih tem