Нейтрино

Нейтрино — неуловимые частицы с нейтральным зарядом и полуцелым спином, взаимодействующие только слабо и гравитационно. Ежесекундно через каждый квадратный сантиметр вашего тела проходит около 6х1010 нейтрино, испускаемых Солнцем — но мы этого не чувствуем, настолько слабо они взаимодействуют. Однако высокоэнергетические нейтрино обнаруживают по их взаимодействию с мишенями. Нейтрино ловят в подземных лабораториях, заполненных водой, где те иногда реагируют с веществом, вызывая вспышку, которую ловит чувствительный детектор. Нобелевскую премию 2015 года присудили Такааки Кадзите и Артуру Макдональду за «открытие нейтринных осцилляций, которые показывают, что нейтрино имеют массу».

Аномальные сигналы подо льдом Антарктиды: учёные пока не могут их объяснить.

Вера Макарова

Научный мир снова в лёгком замешательстве: из-под антарктического льда зафиксированы аномальные радиосигналы, которые не укладываются в привычные физические модели. Это не инопланетяне и не радиопомехи — источник сигнала реальный, мощный и явно не случайный. Система, фиксировавшая его, называется ANITA — и она уже не в первый раз сталкивается с подобным. Разберёмся по шагам: что это за сигналы, как они связаны с субатомными частицами, и почему Антарктида — идеальное место для их ловли. А главное — при чём тут физика, нарушающая наши представления об устройстве Вселенной?

Читать далее

Обнаружение нейтрино и как оно поможет разгадать тайны Вселенной.

Данила Румянцев

Совсем недавно обсерватория Садбери, расположенная в шахте под землей, совершила прорыв – замерила нейтрино, известные как антинейтрино, фундаментальные частицы, исходящие от ближайшего ядерного реактора. В предыдущих экспериментах использовался сцинтиллятор, вещество напоминающее масло, которое делает скачок света всякий раз, как через него проходят электроны и протоны. Нейтрино и антинейтрино являются крошечными частицами, этаким строительным материалом нашей Вселенной. Они играют важную роль в мониторинге ядерных реакторов и обнаружении ядерной активности. Ученые надеются, что это приведет к возможности создания большого и недорогого массива реакторов для обеспечения соблюдения странами договоров о ядерном оружии.

Читать далее

Квантовый мир: как связаны стерильные нейтрино и темная материя?

Любовь Соковикова

Самые распространенные частицы природы, за исключением фотонов (частиц света) – это нейтрино. Они не имеют заряда и исходят от Солнца, а также от сверхновых и других космических событий. Более того, около триллиона нейтрино прямо сейчас проходят через вашу руку! Ученые выделяют несколько типов или разновидностей нейтрино: электронные, мюонные и тау-нейтрино, а также надеются на существование четвертого типа – «стерильных нейтрино». Если они действительно существуют, то помогли бы разрешить несколько фундаментальных загадок в физике, например, почему нейтрино имеют массу, в то время как теории предсказывают, что массы у этих частиц быть не должно? Стерильные нейтрино также связывают с таинственный субстанцией, которая заполняет 85% наблюдаемой Вселенной – темной материей, пронизывающей космос. Наличие этих загадочных частиц предсказывали ранее проведенные эксперименты, но вот незадача: теория также предсказывает возможное существование не только «стерильных» нейтрино, но и множества других, дополнительных частиц. Эти нейтрино могли бы взаимодействовать друг с другом посредством своих собственных тайных сил где-то на задворках Вселенной. Но обо всем по порядку.

Читать далее

В России создан самый большой нейтринный телескоп. Что это и для чего он нужен?

Рамис Ганиев

На озере Байкал заработал телескоп Baikal-GVD для улавливания нейтрино. Так называются частицы, которые образуются в ходе ядерных реакций и обладают способностью проникать даже через самые сложные объекты. Например, нейтрино может пройти через слой жидкого водорода толщиной в тысячу световых лет. Эти частицы доходят до Земли из разных уголков Вселенной и могут рассказать многое о строении и возникновении космоса. Однако, этих частиц очень мало и чтобы их «выловить» ученые используют толстый слой льда, причем очень большой площади. Создавать и содержать огромный бассейн специально для работы телескопа очень дорого, поэтому ученые используют естественные водоемы. Рассказываем, как работает телескоп Baikal-GVD и для чего он нужен. Как всегда — только самое важное, что нужно знать.

Читать далее

Может ли история с параллельной Вселенной от NASA быть ошибкой?

Любовь Соковикова

Недавно мы рассказывали об удивительном открытии исследователей из NASA о том, что им, возможно, удалось обнаружить параллельную вселенную, в которой время идет вспять. На самом деле заголовки мировых СМИ пестрели новостями о необычном открытии ученых, однако эти заголовки сильно преувеличивают истину. Правда гораздо менее захватывающая: исследователи обнаружили свидетельства существования фундаментальных частиц, которые бросают вызов нашему пониманию физики. Однако чтобы знать наверняка так ли это, необходимы дополнительные исследования. Таким образом, идея о существовании необычной параллельной вселенной – лишь одна из многих, так как в ее пользу нет никаких убедительных доказательств. Рассказываем, что это могут быть за частицы.

Читать далее

Ученые приблизились к пониманию того, почему существует Вселенная.

Любовь Соковикова

Когда Вселенная родилась, около 14 миллиардов лет назад, она создала материю и антиматерию, которые уничтожают друг друга при встрече. Частицы антиматерии той же массы, что и частицы материи, но их электрические заряды противоположные. Самый известный пример – это электрон (обычная отрицательно заряженная частица) и позитрон (положительно заряженная частица). Но если в самом начале существовали материя и антиматерия, то почему потом осталась только материя? Этот вопрос – одна из определяющих загадок физики. На протяжении десятилетий теоретики придумывали потенциальные решения, большинство из которых предполагали существование во Вселенной дополнительных, неизвестных частиц. Но каким бы ни был окончательный ответ, ученые считают, что сделали шаг к окончательному пониманию одной из величайших тайн Вселенной: почему она вообще существует.

Читать далее

Столкновение нейтронных звезд образует стронций — элемент, тяжелее железа.

Любовь Соковикова

Космос — величайшая загадка, которую только можно себе представить. На его просторах рождаются, сталкиваются друг с другом и умирают галактики, звезды и другие небесные объекты. Сегодня ученым известно о том, как происходит столкновение галактик и даже черных дыр. Но не менее интересным является столкновение нейтронных звезд — самых плотных объектов во Вселенной, которые коллапсируют в черные дыры. Недавно ученые выяснили, что в результате слияния нейтронных звезд образуется множество тяжелых элементов и даже определили один из них. Результаты исследования, опубликованного 23 октября в журнале Nature свидетельствуют о наличии стронция в спектрах волн света, наблюдаемых от столкновения нейтронных звезд.

Читать далее

Что такое частицы нейтрино и почему человечество не может их изучить?

Дарья Елецкая

Знаете ли вы, что самым дорогим веществом на свете является антиматерия? Согласно официальным данным NASA, один миллиграмм позитронов этого редкого вещества стоит приблизительно 25 миллионов долларов! Вместе с тем, получить антиматерию в лабораторных условиях едва ли представляется возможным по причине того, что все предпринятые ранее попытки создать уникальный источник энергии потерпели поражение. Почему? Кажется, ответ на этот вопрос может скрываться в очень распространенных и при этом загадочных частицах — нейтрино.

Читать далее

Триллион возрастов Вселенной: ученые наблюдали самый редкий распад атомов.

Илья Хель

Впервые в истории ученые напрямую наблюдали экзотический вид радиоактивного распада под названием двухнейтринный двойной электронный захват. Этот распад, наблюдаемый в атомах ксенона-124, происходит так редко, что для того, чтобы образец ксенона-124 уменьшился вдвое, потребуется 18 секстиллионов лет (18 с 21 нулями), соответственно, его чрезвычайно тяжело обнаружить. Долгожданное наблюдение двухнейтринного двойного захвата электронов, о котором сообщилось 25 апреля в Nature, закладывает основу для ученых, которые пытаются увидеть еще не виденную, еще более редкую версию такого распада: безнейтринный двойной захват электронов.

Читать далее

Призрачные антинейтрино смогут выявить тайные ядерные испытания.

Илья Хель

Государства, которые хотят проводить тайные испытания ядерного оружия, однажды будут раскрыты при помощи антинейтрино. Ядерные взрывы излучают огромное количество легких субатомных частиц, которые могут путешествовать на большие расстояние через Землю. В общем, эти частиц — антиматериальные двойники нейтрино — невероятно трудно обнаружить. Но большой детектор антинейтрино, расположенный в нескольких сотня километров от мощного ядерного взрыва, сможет разглядеть горстку частиц, сообщили ученые в статье в Physical Review Applied.

Читать далее

«Пена пространства-времени» не замедляет нейтрино: они движутся со скоростью света.

Илья Хель

Межгалактическая гонка между светом и причудливой субатомной частицей, называемой нейтрино, закончилась ничьей. Она предполагает, что высокоэнергетические нейтрино, которые настолько легкие, что ведут себя так, будто не имеют массы, следуют главному правилу физики: безмассовые частицы движутся со скоростью света.

Сравнивая время прибытия нейтрино и связанной с ним вспышки высокоэнергетического света, испускаемого яркой, вспыхивающей галактикой, ученые увидели, что скорости нейтрино и света разошлись менее чем на миллиардную долю процента. Об этом стало известно из препринта, опубликованного на прошлой неделе в arXiv.org.

Читать далее

Начало нейтринной астрономии положено: антарктическая станция точно отследила место рождения нейтрино.

Илья Хель

Ученым удалось проследить путь движения неуловимой мельчайшей частицы вплоть до ее космической родины, яркой галактики в 4 миллиардах световых лет. Это огромные новости: такое сделали впервые в истории исследования космоса. Ученые давно ломают голову над тем, откуда берутся высокоэнергетические космические частицы, которые обстреливают Землю энергией, которую сложно заполучить даже на самых мощных ускорителях частиц в мире. И вот, физики идентифицировали источник энергетических легковесных частиц под названием нейтрино. Межгалактический путешественник пришел из яркой галактики — блазара — в созвездии Ориона, сообщили ученые в статье, опубликованной 12 июля в Science.

Читать далее

Как работают детекторы нейтрино: пример японского «Супер-Камиоканде».

Николай Хижняк

Спрятавшись на глубине в 1 км под горой Икено, в цинковой шахте Камиока, в 290 км к северу от Токио (Япония) расположено место, о котором в качестве своего логова мечтал бы любой суперзлодей из какого-нибудь кинофильма или рассказа о супергоях. Здесь расположен «Супер-Камиоканде» (или «Супер-К») — нейтринный детектор. Нейтрино представляют собой субатомные фундаментальные частицы, очень слабо взаимодействующие с обычной материей. Они способны проникать абсолютно во все и везде. Наблюдение за этими фундаментальными частицами помогает ученым находить коллапсирующие звезды и узнавать новую информацию о нашей Вселенной. Издание Business Insider пообщалось с тремя сотрудниками станции «Супер-Камиоканде» и выяснило как здесь все работает и какие эксперименты здесь проводят ученые.

Читать далее

Четвертый тип нейтрино действительно существует. Подтверждение не за горами.

Илья Хель

Призрачные частицы нейтрино, обнаруженные в ходе эксперимента в Иллинойсе, ведут себя странно, что указывает на существование дополнительных видов нейтрино. Если это подтвердится, нас ждет революция и появление новой фундаментальной частице в лексиконе физики, которая может даже объяснить загадку темной материи. Несмотря на то, что никто пока не говорит с полной уверенностью о положительных результатах наблюдений, на этой неделе в Германии на конференции, посвященной нейтрино, собрались эксперты и взволнованно обсудили результаты и дальнейшие действия.

Читать далее

Гравитационные волны могут осциллировать, как и нейтрино.

Илья Хель

Вооружившись данными о первых гравитационных волнах, зарегистрированных в прошлом году, и теоретическим анализом, физики показали, что гравитационные волны могут осциллировать между двумя различными формами, g- и f-типами гравитационных волн. Физики объясняют, что это явление аналогично тому, как нейтрино осциллируют между тремя различными ароматами – электронным, мюонным и тау. Осциллирующие гравитационные волны появляются в модифицированной теории гравитации под названием биметрическая гравитация, или «бигравитация», и физики показывают, что осцилляции можно будет обнаружить в будущих экспериментах.

Читать далее

Физики усомнились в самом сердце тьмы.

Илья Хель

Физика уже заждалась своей давно запланированной встречи с будущим — опять и снова, снова и опять кое-кто опаздывает. Самые последние, самые чувствительные поиски частиц, из которых, как мы думаем, могла бы состоять темная материя — невидимая субстанция, на которую приходится 85% массы в космосе — ни к чему не привели. Вимпы (WIMP, слабо взаимодействующие массивные частицы), эти крошечные субатомные частицы, прячутся лучше, чем думали физики, когда более 30 лет назад предсказывали их существование. Либо их не существует, что будет означать наше глубокое непонимание Вселенной. Многие ученые до сих пор питают надежду, что обновленные версии экспериментов по поиску вимпов их, наконец, найдут. Другие же усомнились в самом сердце тьмы и начинают подумывать о том, что пора выбросить на свалку истории наши представления о темной материи.

Читать далее

Нейтрино могут открыть тайну антиматерии.

Илья Хель

Одна из самых больших загадок в физике: почему Вселенная наполнена материей, а не антиматерией. Японский эксперимент теперь предложил возможное объяснение: субатомные частицы, которые называются нейтрино, могут вести себя по-разному в своих материальных и антиматериальных формах. Об этом несоответствии заговорили на Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP), которая прошла на прошлой неделе в Чикаго, Иллинойс, и оно может оказаться далеким от истины: чтобы заявить о нем во всеуслышание, нужно добыть еще данных. «Я бы мог поспорить, что у нейтрино действительно будет это несоответствие, но было бы преждевременно утверждать, что мы сможем это увидеть», говорит Андре де Гувеа, физик-теоретик из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс.

Читать далее

В данных ядерного реактора обнаружили намек на четвертый тип нейтрино.

Илья Хель

В туннелях глубоко внутри гранитной скалы в Дайя-Бей, на ядерном реакторе в 55 километрах от Гонконга, чувствительные детекторы уловили намек на существование новой формы нейтрино, одной из самых неуловимых и многочисленных частиц в природе. Нейтрино, электрически нейтральные частицы, которые откликаются лишь на гравитацию и слабое ядерное взаимодействие, взаимодействуют с материей так слабо, что сотни триллионов нейтрино ежесекундно пролетают через ваше тело, а вы даже не замечаете. Они бывают трех типов: электронные, мюонные и тау. Результаты Дайя-Бей указали на возможное существование четвертого, еще более загадочного и неуловимого типа частиц.

Читать далее

Вы очень удивитесь, когда узнаете «срок годности» электрона.

Илья Хель

Основы физики предполагают, что электроны практически бессмертны. Но недавно был проведен замечательный эксперимент, которому удалось опровергнуть это фундаментальное предположение. Правда, узнав его результаты, вы наверняка обхохочетесь: пересмотренный минимальный «срок годности» электронов составил 60 000 йотталет (!) — это в пять квинтиллионов раз больше возраста нашей Вселенной.

Читать далее

Будущее физики — за массивными нейтрино.

Илья Хель

В этом году Нобелевскую премию по физике дали именно им, но эта история только начинается. Если вы хотите описать Вселенную, в которой мы живем сегодня, с точки зрения физика, нужно понять только три вещи:

  • какие различные типы частиц могут в ней находиться,
  • какие законы управляют взаимодействиями между всеми этими различными частицами,
  • какими были изначальные условия, с которых началась Вселенная.

Если ученый получит все это и у него будет достаточно вычислительной мощности, он сможет воспроизвести всю целостность Вселенной, в которой мы оказались сегодня, ограниченной только квантовой неопределенностью, присущей нашему опыту.

Читать далее