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