Neutrínók lehet az utolsó csepp a pohárban a standard modell, az orosz nukleáris közösség

Egyes fizikusok meglepve, hogy két viszonylag új keletű felfedezések vonzott annyi figyelmet: a kozmikus infláció, az állandó az univerzum tágulását, és a Higgs-bozon, hogy ad tömeget egyéb részecskéket. Természetesen a nyitás a heves és nagyon érdekes, de ez nem titok, hogy meglehetősen unalmas. A fizikusok belefáradtak a standard modell, és sokak szerint a fizika egészének jobb lenne, ha a Higgs-bozon nem található.

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az alapvető elmélet magyarázza a viselkedését a kis és nagy - a Big Bang és a Standard Modell a szubatomi részecskék és erők - pontos és jól bevált. De a kozmikus infláció és a Higgs-bozon nem segít egyesíteni ezeket a jelenségeket, és válaszoljon a kérdésekre legmélyebb helyet.

„A standard modell a jelenlegi formájában, nem is magyarázza, miért az univerzum olyan, mint tudjuk” -

mondta Mark Messier, a fizika professzora a University of Indiana.

Túl a modell, hogy van, túl a Standard Modell, szeretnénk eredményeket, mi nem számítunk. És amikor a várt eredményeket, kiderül, csak egy dolog: a neutrínó. Ezek a részecskék elterjedt és nagyon furcsa, és folyamatosan bombáznak bennünket.

Mivel szinte efemer, neutrínók komolyan változtatni a világegyetemről alkotott, ha a fizika tudott válaszolni négy fő kérdés:

1. Mivel a közönséges anyag befolyásolja a neutrínók?
2. Ez felvértezi a neutrínó tömegét?
3. Az ott élő antineutrinos mint a normális élet neutrínók?
4. Lehet ezeket a kísérteties részecskék, hogy a saját antirészecskéi?

A Standard Modell, hogy a fizikusok táplálta a 50-es években a múlt század, minden kvarkok, leptonok és erőt átadó a részecskék, hogy válaszoljon ezekre a kérdésekre nem tud. Nagy neutrínó kísérletek az Egyesült Államokban, Japánban és Európában, adatokat gyűjtenek és előkészíti, hogy megoldja ezeket a problémákat. Ezek a kezdeményezések nem csak megoldani a rejtélyt, a kísérteties részecskék, hanem vezet minket, hogy egy másik kérdés a dolgok természete.

Mi a baj a neutrínók?

Azonban a legtöbb furcsa tulajdonságai neutrínók az, hogy nem feltétlenül ér véget az utazás ugyanúgy kezdték meg.

Ismerje meg ezeket a részecskéket, hogy valami rendkívül nehéz volt, mert a neutrínók nehéz felismerni, és termel. De most több módon lehet megtenni. Kísérletezők megragad egy kicsit útban a Nap, mint egy érzékelő és a többi japán kollégák. Vagy lehet helyezni a detektorok közelében atomreaktorok termelő elektron antineutrinos. Végül a fizika lehet kezdeni, hogy álljon a részecskegyorsító és protonok darab grafit, a folyamat létrehozása neutrínó fluxus. A legújabb kísérletek még nem történt meg. Mesterséges jobban elfog neutrínók, megfoghatatlan, mint a rokonok, hanem azért, mert a kvantum természetének neutrínó észlelési feladat egy valószínűsége.

neutrínó Fragrance - elektron és müon Tau - nem különálló egyedi részecskék, és ezek kombinációi különböző tömegű neutrínó. Ezek a tömegek kapcsolódnak a neutrínó energia, mint Einstein tanított minket az E = MC². Bár neutrínó is született opredelnie energiát, s ezáltal egy adott aroma (Sun, például, hogy termel több elektron neutrínó), neutrínók kvantum keverék állapotban mindhárom, csavart idővel.

„Ők csak eredendően kvantummechanikai. Ha kapsz egy e-mailt, és kérje tíz percig, ha az elektronok maradnak a kezedben, a válasz „igen”, - mondja Messier. - De a neutrínók - nem. "

Bár a súlyuk elhanyagolható, a szokásos kérdés is kölcsönhatásba lépnek velük. Robert Wilson, a fizika professzora a University of Colorado, összehasonlítja a neutrínók a fény halad át a szűrőn. Néhány hullámhosszak változnak, mások nem. Hasonlóképpen, bizonyos típusú neutrínók is ragaszkodnak a közönséges anyag, míg mások repülni.

A múlt hónapban a japán kísérletezők kimutatták, hogy egy rezgő hatást, felfedezte, hogy a neutrínók világosabb éjjel. Amint az elektronikus fly neutrínó fluxus a nap a föld felé, ők között ingadoznak müon és a tau-faj. De miután áthaladnak szilárd anyag a bolygó, egy részük változnak az ellenkező irányba. Ez arra utal, hogy néhány, a kvantummechanikai átalakulás során fellépő kölcsönhatás számít a világon, különösen elektronokkal. Szerint Messier, elektron neutrínók képes kommunikálni a W-bozon, a hordozója a gyenge erő, során ezt a kölcsönhatást.

„Ez olyan, mint a csók és az elektronok repülni tovább. Ez a gyenge erő kölcsönhatás, - mondja. - W-bozon megváltoztatja a szakaszát hullám megváltoztatása nélkül az impulzus. "

LBNE kísérlet lesznek figyelembe véve ezek a hatások kapcsolatos ügyet, amely vezet a megjelenése csepp elektron neutrínó közepén a lélek a müon-neutrínó. A gyorsítók Fermolab küld neutrínók és fél ezer kilométerre detektor folyékony argon, temetve South Dakota. Ez lehetővé teszi, hogy a fizikusok, hogy tanulmányozza a hatását nemcsak anyag, hanem hogy megtudja, mi a baj együttműködik a neutrínó az első helyen.

Wilson megjegyzi, hogy ez a kis hatás fontos következményei vannak az aszimmetria közötti anyag és antianyag.

„Ez még egy neutrínó, egy részecske nem változott. De a valószínűsége, hogy látni fogja a mérési attól függ, hogy mennyi súlyt a neutrínók telt el. "

Mi a helyzet a saját neutrínó tömege? A standard modell nem tudja megmagyarázni. Fizika, csak annyit tudott mondani, hogy a neutrínók eltérnek egymástól, de nem sajátosságait. Nem tudjuk, hogy mi a legnehezebb neutrínó, és mi - a legegyszerűbb. A detektor, az úgynevezett NuMO Off-axis ve Megjelenés, vagy nova, segít meghatározni a tömeg a neutrínó hierarchiában. Numi - egy neutrínó nyalábot Fermilab; 14.000 tonnás detektor Nova figyelemmel kíséri az eltérést a off-müon neutrínó és elektron neutrínó érkezik.

Még ha az Ezen kísérletek során képes lesz új adatok a tömeg, a fizikusok nem lehet azt mondani, hogy pontosan hogyan ez a tömeg bekövetkezik. Mivel neutrínók könnyebb bármely más részecske, a Higgs-mechanizmus nem valószínű, hogy nekik tömeg, mint ahogy az más részecskékkel.

„Meg kell találni a mechanizmus, amely meghatározza a tömegük - mondja Messier. - De mi van a tömegek? Milyen sorrendben követik? Mi a sorrendben összekeverjük? Ez elindít egy több kísérleti program, ami tovább súlyosbítja a problémát a Standard Modell. "

LBNE, Nova és egyéb közelgő kísérletek meghosszabbította a repedések, amíg a Standard Modell nem teljesen összeomlik. És a romok a tudósok azt remélik, hogy egy új fizikai elmélet.

elkövetők

Azon kívül, hogy egy ismert forrásból kalibrált neutrinó gerendák gyorsító is hozhatnak egy neutrínó. Ez lehetővé teszi, hogy a kísérletezők keresni különbségeket, hogy a két típusú oszcilláló részecskék. Megértése a mechanika a neutrínó és antineutrinó rezgések emelni a fátylat a titoktartás az aszimmetria az univerzum, hogy miért van töltve, nem pedig valami, mint semmi?

A fizikusok használják a kifejezést töltés-paritás, vagy CP szólva szimmetria az anyag és az antianyag az univerzumban. Ha nem volt szimmetria, nem lenne univerzumban. Egyenlő részre anyag és az antianyag során létrehozott Big Bang volna eltűnt a felvillanó fény.

„És mi azt gondolná, hogy ez volt, ha nem is az a tény, létünk, hogy cáfolja ezt az elméletet” - mondta Wilson. Valami történt, hogy billentette a mérleg a mi javunkra. Tisztázása ehhez szükséges némi legfontosabb adatok, beleértve a numerikus értékek, leírja a keverék között különböző ízek neutrínók.

LBNE, melynek építése lesz szükség 857 millió dollárt, több mint 10 éve, méri a neutrínó kölcsönhatás számít saját célra, de ez is segít a fizikusok, hogy tanulmányozza a neutrínó tömegének hierarchiában. A tudás ezen értékek lehetővé teszik a fizikusok, hogy tanulmányozza a CP-sértés hibamentes.

Messier még mindig nagy reményeket fűznek hozzá.

„Ez a legrosszabb eset: mindazt, amit - méri delta. A legrosszabb esetben azt frissíti az aktuális paradigma. A legjobb, mi lesz cáfolni. Látjuk bizonyíték arra, hogy nincs meg a teljes képet, így ez egy gyönyörű történet a tömegek és keverési, azt mondjuk magunknak, hiányosak lehetnek. Meg kell, hogy megalapozza, hogy jobban megértsük, mi történik. "

LBNE detektor is összpontosít ezeket a hatásokat.

Míg billió részecskék folyamatosan áramlik át a detektor, a neutrínó olyan nehéz felismerni, hogy a hardver LBNE, Nova, T2K és egyéb érzékelők működnek előtti években mérik a viselkedését neutrínók és ízeket. Még ez megköveteli bizonyos ügyességgel: neutrínók nem lépnek közvetlen, így a tudósok megtalálni őket apró villanások, amelyek által kibocsátott egyéb részecskék, neutrínók amikor hit. Nevezzük ezt az illatot az illat részecske.

Detector Super-K elkapta figyeljük villog a kék fény egy hatalmas víztartály Cserenkov-sugárzás. Nova érzékelő fogja használni folyékony szcintillátor álló több százezer műanyag cső van töltve folyadékkal, amely világít, ha a részecskék átmennek rajta. Fermilab mérnökei speciális robot, amely fel fogja térképezni a csöveken keresztül, és rögzítse őket hatékonyan. LBNE fogja használni bizonyított módszerek megfigyelése neutrínók során módosítani ICARUS kísérlet, amely magában foglalja a használata a rácsát nagyfeszültségű, merített folyékony argon.

Mi a következő lépés?

Előmozdítása fizika túl a Standard Modell és a megközelítés potenciális nagy egyesített elmélet függ, hogy látják az új detektorok. LBNT jelek utalnak, hogy egy esetleges negyedik neutrínó, kicsi vagy nagy, ami új kérdéseket vetnek fel arról sötét anyag és a származás a világegyetem.

Még a magyarázata a titkait a neutrínó nem tudják teljes mértékben megmagyarázni az aszimmetria anyag és antianyag, vagy egyesület nukleáris erők vagy ezek aránya erők gravitáció, vagy mi az a sötét anyag és sötét energia.

Lehet nagyon helyesen elképzelni mindezt.

„Kepler úgy gondolta, hogy a legfontosabb kérdés a tudományban - megérteni, hogy miért a Naprendszerben hat bolygó. Nem tudta, hogy a másik két, - mondja Huber. - Most már tudjuk, hogy a legtöbb csillag saját bolygót. Hasonlóképpen, ma nem tudjuk, hogy a sok kérdés és sok válasz, száz, kétszáz évvel lesznek nonszensz. Vagy nem lesz. "

Bár a Large Hadron Collider sikeresen felderítette a Higgs-bozon - tulajdonképpen ezért is épült - még mindig nem volt képes tágítani a Standard Modell. Hasonlóképpen, teoretikusok reméljük, hogy túl azt, Huber kínál fizikusok váltani óriás ütköztető gyűrű összegyűjtése müonokat, müon gyorsítókban és a „neutrínó gyár”, akkor létre nagy és pontos gerendák neutrínók.

„Maximum pontos mérését neutrínó - ez egy jó út - mondja. - Nyilvánvaló, hogy a neutrínók készül meglepetés számunkra egyesével. "