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».

Обнаружение нейтрино и как оно поможет разгадать тайны Вселенной

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?

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?

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?

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

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

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?

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

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

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

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