Նեյտրինային տատանումներ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

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 են 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 
  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