Interacţiuni ale neutrino detectate la Observatorul de Neutrino IceCube

Neutrinii sunt particule elementare care fac parte din modelul standard al fizicii moderne. Sunt cele mai misterioase particule din cadrul acestui model și au o masă atât de mică, încât nu am reușit s-o măsurăm până în prezent. Rezultatele cercetării din cadrul proiectului KATRIN a impus o nouă limită asupra acestei mase.

 

• Neutrinii

 
Există trei tipuri de neutrini: neutrinul electronic, cel miuonic și cel tauonic. Neutrinii sunt particule care interacționează cu materia doar prin interacțiunea nucleară slabă – care, cum îi spune și numele, este atât de slabă încât foarte rar neutrinii ajung să interacționeze cu materia. Din acest motiv studiul experimental al neutrinilor este dificil, întrucât are nevoie de fluxuri intense de neutrini și/sau aparate de dimensiuni mari și deosebit de complexe.

În Soare, de exemplu, neutrinii iau naștere în urmă reacțiilor nucleare din centrul stelei; parte dintre aceștia ajung până la noi și chiar în acest moment în care citiți acest articol miliarde de neutrini traversează corpul vostru fără se interacționeze cu atomicii care vă alcătuiesc celulele.

Neutrinii (sau antineutrini – antimateria neutrinilor; de precizat că la oră actuală nu se știe dacă neutrinii și antineutrinii sunt particule diferite sau una și aceeași particula) iau naștere și în reactoarele nucleare și mai multe experimente îi studiază.

 

• Neutrinii au masă
 
Multă vreme s-a crezut că neutrinii nu au masă, precum fotonii. Au fost însă observate procese de oscilație de neutrini, adică transformarea neutrinilor de un fel în neutrini de alt fel (de exemplu, neutrini de tip miuonic se transformă în neutrini de tip tauonic în cadrul proiectului OPERA de la laboratorul subteran de la Gran Sasso), procese explicate de fenomene cuantice care se petrec doar dacă particulele au masă.

Este deci clar că neutrinii au o masă, însă această este extrem de mică – altfel am fi măsurat-o până acum. De exemplu masa electronului este de circa 1.800 de ori mai mică decât cea a protonului; ei bine, neutrinii au o masă și mai mică, mult mai mică. Multe experimente încearcă să „cântărească” neutrinii – adică să măsoare masa acestora. Până în prezent însă nu s-a reușit; au fost doar puse limite superioare asupra masei neutrinilor. Adică ceea ce putem spune este doar că neutrinul are o masă mai mică decât o anumită valoare determinată experimental.  
 
 
• O nouă limită: KATRIN
 
Un experiment ambițios la Karlsruhe în Germania și-a propus să facă tot posibilul să determine masa neutrinilor. KATRIN este numele proiectului de cercetare care folosește o tehnică deosebită. Practic măsoară electronii emiși în procesele de dezintegrare ale tritiului. Tritiul este un izotop greu al hidrogenului – care conține un proton și doi neutroni. Este un nucleu instabil care se dezintegrează, cu o viață medie de circa 12 ani, într-un ion de He3, emițând un electron și un antineutrino electronic.

Din măsurarea energiei electronului se pot afla informații despre masa neutrinului. Practic, energia disponibilă pentru electron depinde de masa pe care o are antineutrinul. Ei bine, în cadrul prezentării online a American Physical Society de pe 19 aprilie cercetătorii din cadrul colaborării KATRIN au informat că au stabilit o nouă limită a masei antineutrinului electronic: 0,8 eV. (vezi aici ce este un electronvolt)

Această limită este de circa 600 de mii de ori mai mică decât masă electronului! Cum această valoare este doar o limită superioară de fapt neutrinii ar putea avea mase și mai mici; și se pare că indicații din astrofizică ar spune că așa și stau lucrurile.
 

• Misterul neutrinilor

 
Neutrinii ascund încă multe secrete. Pe lângă masă acestora și mecanismul care ar genera o masă așa de mică, mai este și cel – deja amintit – al diferenței sau nu între antineutrini și neutrini. Acest secret ar putea fi legat la rândul lui de un mare mister al fizicii și cosmologiei: unde a dispărut antimateria din univers?

Citiți și: Neutrino - particula fantomă


 

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Ar fi util dacă ne-ai sprijini cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro