Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Příběh nepolapitelných neutrin -- díl druhý

Dnes jsem učinil cosi, co by teoretik neměl ve svém životě nikdy udělat. Pokusil jsem se nevysvětlitelné objasnit nepozorovatelným. Nositel Nobelovy ceny švýcarský fyzik Wolfgang Pauli (1900-1958) v dopise delegátům fyzikální konference v Tübingen ze 4. 12. 1930, kdy přišel s hypotézou o existenci neutrina.

Ilustrační foto...

Experimentátoři vycítili svou příležitost a v průběhu osmdesátých let vybudovali nové podzemní detektory, založené na různých metodách registrace neutrin. Snad největšího úspěchu dosáhli Japonci, kteří vybudovali podzemní detektor Kamiokande v zinkovém dole Takajama v hloubce 1000 m, umožňující poprvé zachytit stopy po jednotlivých neutrinech a tudíž určit i směr jejich příletu.

Aparatura dnes obsahuje 50 tisíc tun superčisté destilované vody a čerenkovovské záblesky, vyvolané interakcí neutrin s protony, jsou zaznamenávány v naprosté tmě více než 11 tisíci fotonásobiči. Tak se na jedné straně podařilo přesvědčivě prokázat, že elektronová neutrina přicházejí opravdu ze Slunce, ale na druhé straně se zjistilo, že je jich vskutku méně, než vyplývá z modelů -- zhruba polovina vypočteného množství.

Prakticky týž výsledek dala nezávislá měření galiovými detektory SAGE na Kavkaze a GALLEX v pohoří Gran Sasso v Itálii. První důkaz, že chyba je v neutrinech, a nikoliv ve hvězdách, podal v roce 1998 mezinárodní tým 100 badatelů z 23 zemí, jenž ukázal, že Kamiokande registruje také mionová neutrina, vznikající při rozpadech primárního kosmického záření v zemské atmosféře, avšak jejich počet je až dvakrát nižší, než se čekalo. To nelze vysvětlit jinak, než oscilací mionových neutrin, ve shodě s domněnkou MSW.

Nejnovější přímý důkaz o oscilacích slunečních neutrin zveřejnil letos v červenci mezinárodní tým 113 fyziků z Kanady, USA a Velké Británie, jenž zpracoval obsáhlá měření z kanadského podzemního detektoru v Sudbury (SNO). Akrylová nádoba umístěná v niklovém dole v hloubce 2 kilometry pod zemí obsahuje 1000 tun těžké vody o hodnotě 300 milionů dolarů, zapůjčené na pět let kanadskou komisí pro atomovou energii. Je obklopena téměř 10 tisíci fotonásobiči, která od roku 1999 sbírají údaje o elektronových neutrinech ze Slunce. Za 241 dnů měření se tak podařilo získat údaje o 1169 slunečních neutrinech, což už je postačující statistika pro věrohodné závěry.

Porovnáním výsledků ze Sudbury a měření z Kamiokande (ta jsou totiž částečně citlivá i na zachycená mionová a tauonová neutrina, kdežto v Sudbury se zaznamenávají výhradně neutrina elektronová) se zjistilo, že rozdílné výtěžky obou experimentů lze jednoznačně připsat na vrub neutrinovým oscilacím. Během svého letu ze Slunce k Zemi se některá původně elektronová neutrina změní v jiný typ (změní tedy tzv. vůni v terminologii částicové fyziky) a tudíž jsou pro Sudbury neviditelná, kdežto v experimentu Kamiokande částečně ano.

Z teorie oscilací pak vyplývá, že by se v Sudbury mělo registrovat (5,05+/-0,2) SNU (slunečních neutrinových jednotek) a z právě zveřejněných pozorování vychází hodnota (5,44+/-1,0) SNU, což je fakticky velmi dobrá shoda. Uvedená chyba měření se navíc dále sníží, až budou zpracována všechna dosud získaná data. Musíme však mít stále na paměti, že Kamiokande i Sudbury mají poměrně vysoký energetický práh (7,5 MeV; na rozdíl od Davisova detektoru s prahem 0,81 MeV a galiovými detektory s prahem 0,23 MeV), takže dokáží zaznamenávat sluneční neutrina jen z jediné nepříliš významné větve protonově-protonového řetězce termonukleárních reakcí, jež produkuje pouze 0,05 promile slunečního neutrinového toku. Tuto reakci lze symbolicky zapsat takto:

8B --> 8Be + pozitron + elektronové neutrino (14 MeV).

Důsledky těchto objevů ovlivní jak částicovou fyziku tak astrofyziku i kosmologii. Posílila se důvěra v správnost našeho chápání reakcí jaderného slučování, což má bezprostřední praktický význam pro budoucí rozvoj bezpečných termonukleárních elektráren. Jsme schopni popsat okamžité fyzikální poměry v nitru Slunce, zejména pak centrální teplotu s přesností na několik málo procent -- v nitru Slunce panuje vedro 15,7 milionů kelvinů. Oblast, v níž významně probíhají termonukleární reakce, má vůči rozměru Slunce nepatrný poloměr přibližně 1 procento celkového poloměru Slunce; "neutrinové Slunce" má na naší obloze úhlový průměr pouhých 18"!

Oscilace neutrin rovněž prokázaly, že neutrina musejí mít kladnou -- byť nepatrnou -- klidovou hmotnost a mohou tudíž představovat nejméně 1 promile a nejvíce až 18 procent celkové hmoty vesmíru. I když pravděpodobnější je ona dolní mez, znamená to, že kosmická neutrina představují přinejmenším čtvrtinu z celkové hmotnosti běžných hvězd ve vesmíru!

Otvírá se též cesta k detekci neutrin, která přicházejí z dalekého vesmíru a mohou nám podat zprávu o stavu vesmíru ve zlomcích první sekundy po velkém třesku. Výrazně se zlepšila i fyzikální představa o stavebních kamenech, z nichž je sestaven celý vesmír včetně nás samotných. Nemusím být ani podprůměrným astrologem, abych se odvážil předpovědět, že Nobelova komise má pro tento obor ještě nějakou tu cenu za fyziku v záloze.

Jiří Grygar

| Zdroj: Centrum částicové fyziky, Fyzikální ústav AV ČR, Praha IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Instantní pozorovatelna 26
Ilustrační foto...
AKARI pořídil infračervenou mapu oblohy
Ilustrační foto...
Měsíc -- nejstarší meteorologická družice
Ilustrační foto...
Kaguya pořídila HDTV záběry Země z Měsíce
Ilustrační foto...
Geovycházky 11
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691