Сборник ответов на ваши вопросы

→ Что известно о сверхновых нейтрино?

Сверхсветовые нейтрино: гипотезы и теории относительно загадочных частиц. Описание, характеристики, скорость и масса

Краткое содержание статьи:

 

Новости из мира науки не так часто будоражат ум рядового обывателя. Чтобы какое-либо открытие дошло до сознания народных масс, оно должно иметь крайне необычный, почти магический характер. Именно поэтому журналисты всего мира так жадно ухватились за сообщение про сверхсветовые нейтрино. Гипотезы и теории посыпались как из рога изобилия, но реальность, как всегда, расставила все на свои места.

 

Сверхсветовые нейтрино - фото

 

Что такое нейтрино?

Итальянским словом «neutrino» называется самая распространенная во Вселенной частица. Существование ее было предположено Вольфгангом Паули в 1930 году. Но природа этой составляющей атомных ядер до сих пор до конца не познана.

Перечислим уже известные науке факты:

  • Само название говорит о нейтральном электрическом заряде данного фермиона;
  • Взаимодействие с окружающей средой минимально. Слабые взаимодействия имеют очень короткий диапазон, а гравитация незначительна. Это приводит к тому, что нейтрино проходит через любую материю практически беспрепятственно;
  • Каждая частица имеет собственного антипода, которого так и называют – антинейтрино. Последнее отличается от своего собрата квантовым числом и симметричностью (хиральностью);
  • Основными источниками этих космических странников являются ядерные реакции, происходящие в звездах, особенно в сверхновых. Солнце не является исключением и посылает на Землю их триллионами;
  • Лептон может быть создан и искусственным путем с помощью ядерных реакторов и ускорителей.

Ядерный ускоритель частиц и ученые

 

Возможно ли превысить скорость света?

Согласно озвученной Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности, со скоростью света могут передвигаться лишь тела с нулевой массой покоя. Все прочие предметы никогда не достигнут этой планки. Превышение же порога в 300 000 км/с материей или информацией теоретически невозможно.

Однако сообщения о неожиданных открытиях то и дело появляются на полосах газет. Среди самых последних новостей:

  • Ученый из Принстонского университета Линжун Ванг заявлял о возможности достижения скоростей, в сотни раз больших, чем у электромагнитных волн. Он назвал это явление нуль-телепортацией. Однако спустя некоторое время исследователь признал свою ошибку;
  • Свои просчеты пришлось признать и работникам Исследовательского совета, находящегося в Италии. Они сообщали о разгоне микроскопических волн до 375 000 км/с;
  • Ученые МГУ также известны на попытках прославиться. Так называемый «холодный термоядерный синтез» стоил карьеры не одному физику, открыто заявлявшему о гибели открытий Эйнштейна.

Высокая частота появления таких вестей приучила исследователей с подозрением относиться к любой попытке низвержения теории относительности.

Скорость света - абсолютная величина

 

Скорость и масса нейтрино

Скорость передвижения частицы долго оставалась предметом научных споров:

  • Теория относительности связывает скорость перемещения с массой. Если тело имеет массу, отличную от нуля, оно никогда не разовьет скорости света;
  • Поскольку долгое время считалось, что нейтрино является "безмассовым" телом, то его скорость принималась на уровне 3*105 м/с;
  • Согласно исследованиям 2012 года, лептон передвигается на 0,0006% медленнее, чем электромагнитное излучение. Итальянские ученые из проекта OPERA получили другие значения, но об этом подробнее расскажем в следующей главе.

Относительно массы нейтрино наука 2017 года говорит следующее:

  • Подтвержденное экспериментально явление осцилляций (превращение в антинейтрино) говорит о наличии массы. Об этом говорил еще итальянский физик-ядерщик Бруно Понтекрово в 1950-х годах;
  • Установить точные цифры не представляется возможным. Сегодня это одна из самых нерешенных проблем в физике;
  • Ученые делают лишь предположения относительно суммарной массы всех нейтрино во Вселенной. Она не должна превышать 0,3 электронвольт. В противном случае Вселенная перестанет существовать.

Измеритель массы нейтрино

 

Проект OPERA

В 2011 году как гром среди ясного неба была озвучена новость о превышении нейтрино скорости света. Она пришла из итальянской лаборатории проекта OPERA.

Сообщество физиков было взбудоражено:

  • Данные эксперимента явно говорят о нарушении специальной теории относительности и крушении современного понимания физики, которое установилось 100 лет назад;
  • Частица прибыла на лишь 60,7 миллиардных долей секунды быстрее света, но этого уже достаточно для научного переворота;
  • Спустя несколько месяцев после обнародования документов ученые провели повторное испытание, которое подтвердило предыдущие цифры. В авторитетном журнале «Физика высоких энергий» вышла соответствующая статья;
  • В марте 2012 года независимые исследователи повторили эксперимент, но его результаты вполне укладывались в текущую картину мира;
  • Еще до проверки результатов ряд выдающихся физиков сделали публичные комментарии по поводу новости. Так нобелевские лауреаты Стивен Вайнберг, Джордж Смут и Карло Руббиа выразили скептицизм и недоверие сотрудникам OPERA.

Сотрудник проекта OPERA

 

Развенчание сенсационного эксперимента

Однако никакой научной революции не произошло. Об ошибочных результатах заявили сами горе-первооткрыватели:

  • Согласно внутреннему расследованию, возможным источником погрешности могла быть слабая связь со спутниковым приемником;
  • Другим возможным источником неполадок могли быть электронные часы. Они, вероятно, отсчитывали время быстрее, чем положено;
  • Но реальная причина провала оказалась интереснее самых смелых ожиданий. В марте 2012 года – спустя год после сенсационного объявления – оказалось, что виновником был не до конца ввинченный кабель (на этапе сбора данных);
  • В июле того же года был проведен контрольный эксперимент, который вполне укладывался в текущие научные представления.

Инцидент вызвал напряженность внутри сообщества сотрудников OPERA. Ряд физиков выразили вотум недоверия пресс-секретарю лаборатории. Последний сложил с себя полномочия и заявил, что раскаивается в чрезмерном раздутии сенсации.

Научные журналы, опубликовавшие печально известное исследование, также вышли с извинениями за поспешные действия редакционной коллегии.

Сенсационный эксперимент провалился

 

Видео про свойства нейтрино

В данном ролике физик Андреас Роберто расскажет, покажет, как ученым удалось зафиксировать существование этой невесомой частицы:

 

СТОИТ ПОЧИТАТЬ:
Это интересно:
Ваш комментарий (без регистрации):


Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Вставка ссылкиВставка защищённой ссылки Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера




Аватар
Оса2000  11:32, 20 июнь

Информация однозначно интересная и стоящая, такую точно в школе на физике не преподают. Хотя, если честно, в существование такой сверхмалой частицы - нейтрино - верится с трудом. Фантастика какая-то. Получается, всё, что существует на планете, постоит из этого провещества? Какие же возможности это тогда открывает перед наукой! Выходит, из некоторого количества этого вещества можно создать практически любую или любую материю? Это прорыв во всех областях наук. Поэтому мне кажется, что существование нейтрино - сказка, вроде "красной ртути", потому что обладатель этого вещества уже правил бы миром.

Ответить