ნეიტრინოებს უკვე კოლაიდერშიც სწავლობენ

 ნეიტრინოებს აქვთ არანულოვანი მასა, მაგრამ ეს მასა ძალიან მცირეა (0,12 ევ.). ის ფაქტი, რომ ნეიტრინოებს აქვთ მასა, ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის ფარგლებს სცილდება და მისი გაფართოების აუცილებლობას მოითხოვს. 1956 წელს აღმოჩენილი ნეიტრინოები, უმნიშვნელოვანეს როლს თამაშობენ უამრავ კოსმოლოგიურ პროცესებსა და მოვლენებში.

 სტანდარტული მოდელის ფუნდამენტური ნაწილაკები (Particle Zoo).

 ინფორმაცია ნეიტრინოს მასის ზუსტი მნიშვნელობის შესახებ უმნიშვნელოვანესია კოსმოლოგიაში, დამალული მასის ფენომენის ასახსნელად, რადგან, მიუხედავად მასის სიმცირისა, შესაძლებელია, სამყაროში ნეიტრინოების კონცენტრაცია ისეთი მაღალი იყოს, რომ მნიშვნელოვნად იმოქმედოს მის საშუალო სიმკვრივეზე. მხოლოდ გრავიტაციულ და სუსტ ურთიერთქმედებაში (მოკლედ ფუნდამენტური ურთიერთქმედებების შესახებ) მონაწილე ეს ნაწილაკები თითქმის უპრობლემოდ გადიან მატერიაში. მაგალითად, 3 — 10 მევ. ენერგიის მქონე ნეიტრინოს შეუძლია თავისუფლად გაიაროს 100 სინათლის წლის სიგრძის წყლის ფენაში. ყოვლისმომცველი ნეიტრინოები, ჩვენს დეტექტორებშიც ხვდებიან და შორეული სამყაროს შესახებ მოგვითხრობენ (ზეენერგიული ნეიტრინოების წყარო).

 ატომებთან იშვიათი შეჯახებების გამო, ნეიტრინული დეტექტორების ზომა საკმაოდ დიდია.
დეტექტორი IceCube (“აისკუბი”) ანტარქტიდაზე.

 ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში, ელექტრონვოლტებში, ჩვეულებრივ, არა მარტო ენერგია, არამედ მასაც გამოისახება, ენერგიისა და მასის ექვივალენტურობიდან გამომდინარე E=mc2. ელექტრონვოლტი ძალიან პატარა სიდიდეა, ამიტომ ფიზიკოსები ჯერად ერთეულებს იყენებენ:

კილოელექტრონვოლტი (კევ) – 1000 ევ,
მეგაელქტრონვოლტი (მევ) – 1 მილიონი ელექტრონვოლტი,
გიგაელექტრონვოლტი (გევ) – 1 მილიარდი ელექტრონვოლტი.

2015 წელს, ტაკააკი კაძიტამ და არტურ მაკდონალდმა, ნობელის პრემია მიიღეს ფიზიკაში, “ნეიტრინოს ოსცილაციების (სხვა ტიპის ნეიტრინოებად გადაქცევა) აღმოჩენისთვის, რითაც დაამტკიცეს, რომ ნეიტრინოებს აქვთ მასა.

 ეს კვლევები, სედბერის ნეიტრინული ობსერვატორიიდან (მსგავსი დეტექტორი – ბორექსინო)) და დეტექტორ სუპერ-კამიოკანდედან მიღებულ მონაცემებს ეფუძნებოდა, კოლაიდერში კი მსგავსი მოწყობილობა მხოლოდ 2018 წელს დამონტაჟდა. საუბარია ექსპერიმენტზე – FASER (ForwArd Search ExpeRiment – მოძრაობის მიმართულებით ძებნა), რომლის გადამწოდთა (სენსორი) სქემა სხვადასხვა ქვეყნის სპეციალისტებმა შეიმუშავეს, ევროპის ბირთვული კვლევების ორგანიზაციის (CERN) სპეციალისტების ჩათვლით. FASER ახლა, ამაჩქარებელი მილის ახლოს არის დადგმული და დიდ ადრონულ კოლაიდერში მომხდარი შეჯახებების შედეგად გაჩენილ ნაწილაკებს არეგისტრირებს.

 სხვა დიდი ზომის დეტექტორებისგან განსხვავებით, რომელთა წონა ათასობით ტონას შეადგენს, 1 ტონიანი FASER ამ მხრივ უნიკალურია, უპრობლემოდ მოთავსდა ერთ-ერთ სამოსამსახურეო გვირაბში. საკმაოდ რთული კონსტრუქციის მქონე დეტექტორი რამდენიმე წლის განმავლობაში იქმნებოდა, CERN-ის სხვა ექსპერიმენტებისთვის საჭირო რაც შეიძლება მეტი უკვე არსებული დეტალების გამოყენებით.

 შეგახსენებთ, რომ ნეიტრინოები, სამყაროში ყველაზე გავრცელებული ნაწილაკებია (ფოტონს (უმასოა და უმუხტო) თუ არ ჩავთვლით – მინიმუმ 20 მილიარდი ფოტონი თითო ნუკლეონზე (ერთი პროტონი და ერთი ნეიტრონი))., მათი რიცხვი სხვა სუბატომური ნაწილაკების რაოდენობას ბევრჯერ აღემატება. ცნობილია, რომ ყოველ წამში რაიმე შესამჩნევი ცვლილებების გარეშე 1 სმ²-ზე გადის მზიდან მომავალი 6×1010 რაოდენობის ნეიტრინო. მათი უმეტესობა, რომლებიც ჩვენამდე კოსმოსიდან მოვიდა და მეცნიერებმა შეისწავლეს, დაბალი ენერგიის ნეიტრინოებია. FASER-ის სამიზნეს კი მაღალენერგიული ნეიტრინოები წარმოადგენს, რომელთა მსგავსი იშვიათად თუ მოხვდება ჩვენთან კოსმოსიდან, თუმცა საკმაოდ დიდი რაოდენობით წარმოიქმნება დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენებთან კოსმოსური სხივების შეჯახებისას (მაღალენერგიული პროტონები, ბირთვები, ფოტონები), (კოსმოსური სხივები).

 FASER-ის შექმნის ერთადერთი მიზანი მხოლოდ ნეიტრინოების რეგისტრაცია არ არის. ერთ-ერთი სხვა მთავარი ამოცანაა რეგისტრაცია და იდენტიფიცირება ნაწილაკებისა, რომლებისგანაც შეიძლება შედგებოდეს ბნელი მატერია, უჩვეული სუბსტანცია, რომელზეც სამყაროს მატერიის მეტი ნაწილი მოდის.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.