Նեյտրինային տատանումներ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Նեյտրինային տատանումներ, քվանտամեխանիկական երևույթ, որոշակի լեպտոնային բույրով (էլեկտրոնային, մյուոնային կամ տաու) նեյտրինոյի փոխակերպումը մեկ այլ բույրով նեյտրինոյի։ Նեյտրինոյի որոշակի բույրը չափելու հավանականությունը պարբերաբար փոփոխվում է տիեզերքում նրա ճամփորդելու ընթացքում[1]։

Առաջին անգամ կանխատեսել է Բրունո Պոնտեկորվոն 1957 թվականին[2], նկատվել է բազմազան փորձերի ընթացքում։ Տևականորեն հայտնի արեգակնային նեյտրինոյի խնդիրը պայմանավորված է նեյտրինային տատանումներով։

Նեյտրինային տատանումները տեսական և փորձարարական մեծ նշանակություն ունեցող խնդիր դարձավ այն պահից ի վեր, երբ երևույթի դիտարկումները ցույց տվեցին, որ նեյտրինոն կարող է ոչ զրոյական զանգված ունենալ, ինչը նախատեսված չէր տարրական մասնիկների ֆիզիկայի սկզբնական ստանդարտ մոդելով[1]։ Նեյտրինային տատանումների, ուստիև նեյտրինոյի զանգվածը հաստատող ապացույցի հայտնագործության շնորհիվ Տակաակի Կաձիտան (Սուպեր-Կամիոկանդեի աստղադիտարան) և Արթուր Մաքդոնալդը (Սուդբյուրիի նեյտրինային աստղադիտարան) 2015 թվականին արժանացան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի[3]։

Դիտումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Նեյտրինային տատանումների բազմաթիվ վկայությունները ստացվել են տարբեր աղբյուրներից, որոնք ընդգրկում են նեյտրինոյի էներգիական լայն տիրույթ եև տարբեր դետեկտորային տեխնոլոգիաներ[4]։ 2015 թվականի ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը շնորհվեց Տակաակի Կաձիտային և Արթուր Մակդոնալդին ավելի վաղ կատարված նորարարական դիտումների համար։

Արեգակնային նեյտրինային տատանումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Նեյտրինային տատանումների էֆեկտները փորձով առաջին անգամ նկատել է Ռայմոնդ Դեյվիսը 1960-ականների վերջին (Հոմսթեյքի փորձ)։ Այդ փորձում նկատվեց արեգակնային նեյտրինոների պակասորդ ստանդարտ արեգակնային մոդելով կանխատեսված թվից[5]։ Սրանով սկզբնավորվեց Արեգակնային նեյտրինոյի խնդիրը։ Հետագայում պակասորդը հաստատվեց բազմաթիվ ռադիոքիմիական և չերենկովյան դետեկտորներով, սակայն նեյտրինային տատանումները չէր համարվում դրա պատճառ մինչև Սադբերիի նեյտրինային աստղադիտարանում 2001 թվականին ստացվեցին նեյտրինոյի բուրմունքի փոփոխության հստակ վկայություններ[6]։

Արեգակնային նեյտրինոների էներգիան 20 ՄէՎ-ից ցածր է, մոտավորապես 1 ա.մ. ճանապարհ են անցնում Արեգակից մինչև դետեկտոր։ 5 ՄէՎ-ից բարձր էներգիայով արեգակնային նեյտրինային ճառագայթումը տեղի է ունենում Արեգակի ներսում Միխեև–Սմիռնով–Վոլֆենշտայնի էֆեկտի միջոցով[1]։

Մթնոլորտային նեյտրինային տատանումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մթնոլորտային նեյտրինոների բույրի՝ մյուոնայինի և էլեկտրոնայինի հարաբերության պակասորդ է նկատվել Իրվին-Միչիգան-Բրուքհևնի (IMB), MACRO և Կամիոկանդե II-ի դետեկտորներով։ Սուպեր Կամիոկանդեի փորձը նեյտրինային տատանումների խիստ ճշգրիտ չափումներ է ապահովել մի քանի ՄէՎ-ից մինչև մի քանի էներգիաների ՏէՎ տիրույթում։ Մթնոլորտային նեյտրինային տատանումների առաջին փորձնական վկայության մասին հայտարարվեց 1998 թվականին[7]։

Ռեակտորային նեյտրինային տատանումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Էլեկտրոնային հակա-նեյտրինային տատանումների փորձնական որոնումներ են արվել միջուկային ռեակտորներում։ 2002 թվականին սկսված KamLAND փորձում մեծ ճշտությամբ դիտարկվեցին ռեակտորային նեյտրինային տատանումներ։ Միջուկային ռեակտորներում առաջացած նեյտրինոների էներգիան մոտ է արեգակնային նեյտրինոների էներգիաներին՝ մոտ մի քանի ՄէՎ։

Փնջային նեյտրինային տատանումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Արագացուցիչներում առաջացած նեյտրինային փնջերը ուսումնասիրվող նեյտրինոների վերահսկման մեծ հնարավորթյուն են տալիս։ MINOS, K2K և Super-K փորձերով իրարից անկախ հաստատվել է, որ մյուոնային նեյտրինոն անհետանում է մի քանի հարյուր կմ բազիսային գծով հեռավորություններում[1]։

LSND փորձի տվյալները հակասում են այլ փորձերով ստացված տվյալներին։ 2007 թվականի գարնանը MiniBooNE փորձով ստացված արդյունքները ժխտում են LSND-ի արդյուքները, չնայած դրանք կարող են օժանդակել չորրորդ տիպի նեյտրինոյի գոյության վարկածը (ստերիլ նեյտրինո)[1]։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Barger, Vernon; Marfatia, Danny; Whisnant, Kerry Lewis (2012). The Physics of Neutrinos. Princeton University Press. ISBN 0-691-12853-7. https://books.google.am/books?id=qso8NEr3XY8C. 
  2. B. Pontecorvo (1957)։ «Mesonium and anti-mesonium»։ Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33: 549–551 , թարգմանաբար վերաատպվել է Sov. Phys. JETP 6: 429։ 1957  և B. Pontecorvo (1967)։ «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge»։ Zh. Eksp. Teor. Fiz. 53: 1717  ամսագրերում, այնուհետև՝ Pontecorvo B. (1968)։ «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge»։ Sov. Phys. JETP 26: 984։ Bibcode:1968JETP...26..984P 
  3. Webb, Jonathan (հոկտեմբերի 6, 2015)։ «Neutrino 'flip' wins physics Nobel Prize»։ BBC News։ Վերցված է հոկտեմբերի 6, 2015 
  4. M. C. Gonzalez-Garcia and Michele Maltoni (2008)։ «Phenomenology with Massive Neutrinos»։ Physics Reports 460: 1–129։ Bibcode:2008PhR...460....1G։ arXiv:0704.1800։ doi:10.1016/j.physrep.2007.12.004 
  5. Davis Raymond, Harmer Don S., Hoffman Kenneth C. (1968)։ «Search for Neutrinos from the Sun»։ Physical Review Letters 20 (21): 1205–1209։ Bibcode:1968PhRvL..20.1205D։ ISSN 0031-9007։ doi:10.1103/PhysRevLett.20.1205 
  6. Q. Ahmad (SNO Collaboration) Q. և այլք: (2001)։ «Measurement of the Rate of νe + d → p + p + e<sup− Interactions Produced by 8B Solar Neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory»։ Physical Review Letters 87 (7)։ Bibcode:2001PhRvL..87g1301A։ ISSN 0031-9007։ arXiv:nucl-ex/0106015։ doi:10.1103/PhysRevLett.87.071301 
  7. Y. Fukudae (Super-Kamiokande Collaboration) և այլք: (1998)։ «Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos»։ Physical Review Letters 81 (8): 1562–1567։ Bibcode:1998PhRvL..81.1562F։ ISSN 0031-9007։ arXiv:hep-ex/9807003։ doi:10.1103/PhysRevLett.81.1562