Сообщения со словом
«нейтрино»

141. 22.07.2012, 05:40. login в теме
     «Говорят, что физики открыли "частицу Бога"»
     ... в u-кварк а w-бозон распадается на электрон и антинейтрино это бета-распад есть еще и нейтральные слабые токи в них посредником выступает z-бозон например вот электрон и нейтрино взаимодействуют обмениваясь z-бозоном bigimg 300 http corum mephist ru uploads 1313905294 gallery 8150 317 9780 jpg bigimg поскольку нейтрино электрически нейтрально и не участвует в сильных взаимодействиях так же как и электрон то для такого взаимодействия необходим еще один нейтральный бозон переносчик электрослабого взаимодействия дополнительно к фотону именно в подобных процессах рассеянии нейтрино на электронах были открыты нейтральные токи забегая вперед эти токи были сначала предсказаны в стандартной модели об этом позже ну и наконец бозон хиггса с ним посложнее во-первых он взаимодействует непосредственно не только с фермионами как к примеру здесь бозон хиггса распадается на электрон и позитрон bigimg 400 http corum mephist ru uploads 1313905294 gallery 8150 317 25254 jpg bigimg но он взаимодействует еще и с другими бозонами к примеру распад на w и w bigimg 400 http corum mephist ru uploads 1313905294 gallery 8150 317 3940 jpg bigimg и еще и сам с собой то есть с такими же бозонами хиггса к примеру один бозон хиггса может распасться на два bigimg 400 http corum mephist ru uploads 1313905294 gallery 8150 317 3911 jpg bigimg что можно ответить на вопрос что такое бозон хиггса ну во-первых можно сказать что бозон хиггса не является переносчиком электрослабого взаимодействия в том смысле что электрослабые бозоны фотоны w- и z-бозоны переносят электрослабое взаимодействие гораздо эффективнее это видно по результатам экспериментов если бы бозон хиггса взаимодействовал бы посильнее не было бы таких сложностей с его наблюдением с точки зрения теории бозон хиггса тоже очень сильно отличается от электрослабых бозонов главное отличие опять же в том что электрослабые бозоны возникают в теории именно как переносчики взаимодействия а бозон хиггса нет на самом деле он непосредственно не дает массу элементарным частицам в некотором смысле он остаток от того взаимодействия которое как раз и приводит к ненулевой массе элементарных частиц в результате спонтанного нарушения симметрии как это происходит я расскажу во второй части а пока лишь замечу что изучать бозон хиггса так важно именно потому что это дает нам возможность понять детали механизма возникновения массы элементарных частиц и на самом деле с открытием бозона хиггса все только начинается а теперь немножко истории как развивались теория и эксперименты от бета-распада и теории ферми до стандартной модели и lhc я постараюсь показать как именно экспериментальные данные привели к построению стандартной модели зачем нужны w- и z-бозоны зачем нужен механизм хиггса и почему масса элементарных частиц не может возникать менее хитрым образом началось все с бета-распада открыт он был примерно тогда же когда и альфа-распад в конце 19 века точнее в 1899 году незадолго до этого анри беккерель обнаружил что уран испускает излучение засвечивающее фотопластинки и всем известный резерфорд исследуя радиоактивность урана и пытаясь понять что все-таки получил беккерель обнаружил что уран производит два вида радиоактивного излучения одно из них полностью поглощалось листом бумаги а второе обладало гораздо более сильным проникающим эффектом именно оно и засвечивало фотопластинки беккереля резерфорд назвал эти излучения альфа-лучами и бета-лучами в течение примерно 30 лет эти лучи исследовались в частности бета-частицы были отождествлены с электронами и где-то в конце 20-х годов 20-го века обнаружилось очень странное свойство бета-распада непрерывный спектр электронов а именно представьте себе атомное ядро которое распадается через бета-распад в результате получается ядро с зарядом на единицу больше и электрон и что важно поскольку энергия сохраняется что не вызывало сомнения то энергия каждой частицы должна быть фиксирована то есть если измерять энергию испускаемых электронов в бета-распаде одного и того же элемента то получится узкий пик так вот в опытах не было никакого пика а было плавное распределение электронов по энергиям объяснить это было очень трудно бор даже предлагал отказаться от закона сохранения энергии и оставить только сохранение энергии в среднем но всех спас паули высказавший гипотезу о том что на самом деле в бета-распаде испускается еще одна очень легкая по крайней мере с массой меньше массы электрона частица которую просто не удавалось до сих пор зарегистрировать паули назвал эту частицу нейтрон но после того как в 1932 году чедвиком был открыт точнее была открыта нейтральная частица с массой примерно равной массе протона то название нейтрон закрепилось именно за ней в 1933-34 годах ферми была опубликована его теория бета-распада а заодно он предложил назвать частицу предложенную паули нейтрино нейтрончик теория ферми была очень удачной она очень хорошо описывала тогдашние экспериментальные данные по бета-распаду и таким образом способствовала признанию правильности гипотезы паули в теории ферми бета-распад происходит примерно так протон нейтрон электрон и анти нейтрино взаимодействуют в одной точке то есть в результате взаимодействия непосредственно из нейтрона рождаются протон электрон и антинейтрино bigimg 400 http corum mephist ru uploads 1313905294 gallery 8150 317 26145 jpg bigimg эта теория как я уже сказал очень хорошо описывала тогдашние экспериментальные данные по бета-распадам конечно те эксперименты не могли зафиксировать нейтрино однако эксперименты развивались и нейтрино было зафиксировано в 1956 году не стояла на месте и теория к этому времени уже была построена квантовая электродинамика теория взаимодействия вещества и электромагнитного излучения и развивались более общие квантовые теории поля следующий важный для нас эксперимент опыт ву был сделан в 1957 году его предыстория вкратце такова физики-теоретики ли и янг проанализировав существовавшие на тот момент данные экспериментов пришли к выводу что по этим данным нельзя сделать вывод о том сохраняется ли в слабых взаимодействиях пространственная четность р-четность если р-четность сохраняется то каждая реакция протекает точно так же как соответствующая ей зеркально-симметричная например если в результате реакции рождается электрон летящий направо со спином направленным налево то в результате зеркальной реакции должен родиться такой же электрон летящий налево со спином направленным опять налево поскольку при зеркальном отражении импульс как вектор меняет направление а спин как псевдовектор не меняет ли и янг предложили эксперимент который мог бы подтвердить сохранение р-четности в слабых взаимодействиях и ву с коллегами провели его в опыте изучался бета-распад кобальта спин исходного ядра был направлен условно налево и оказалось что в прямой реакции рождаются электроны летящие направо со спином направленным налево а в зеркальной реакции электроны летящие налево со спином направленным налево не рождаются вообще таким образом оказалось что в слабых взаимодействиях р-четность не сохраняется и не просто чуть-чуть не сохраняется а нарушается максимально возможным образом зеркальная реакция не просто происходит реже чем прямая а не идет совсем как оказалось теорию слабого взаимодействия ферми надо было лишь немного изменить для того чтобы описать эти результаты но к тому моменту уже было ясно что эта теория может работать только при низких энергиях при более высоких энергиях результаты противоречили бы унитарности грубо говоря теория начинала бы предсказывать рождение частиц из ниоткуда хотя экспериментальных данных при таких высоких энергиях еще не было решение было предложено швингером в 1960 году вместо точечного взаимодействия ферми ввести взаимодействие через обмен бозоном глэшоу он был аспирантом швингера развил эту идею публикация 1961 года и у него получилось что более-менее приличная модель должна содержать не только w-бозоны необходимость которых тогда уже была очевидна для того чтобы воспроизвести результаты теории ферми при низких энергиях но и нейтральный z-бозон а кроме того она должна включать в себя уже известное электромагнитное взаимодействие с помощью фотона без такого объединения просто не получалось построить математически согласованную теорию для физиков-теоретиков необходимость введения в теорию z-бозона и включения фотона следует из требования калибровочной симметрии и перенормировки теории таким образом глэшоу построил объединенную модель электромагнитных и слабых взаимодействий одним из самых важных предсказаний модели были нейтральные слабые токи однако у этой модели были следующие важные недостатки бозоны-переносчики взаимодействий w и z должны были быть очень тяжелыми чтобы описать экспериментальные данные однако введение в теорию таких бозонов с отличной от нуля массой приводило к математическим проблемам опять не удавалось построить согласованную теорию массу фермионов тоже нельзя было ввести без возникновения больших проблем дело в том что максимально нарушенное сохранение четности обнаруженное на эксперименте требовало включения во взаимодействие только одной определенной комбинации волновых функций фермионов а ненулевая масса фермионов требовала другой комбинации опять же нарушающей всю математическую структуру модели то есть нельзя было описать ни тот факт что фермионы электроны мюоны и еще не открытые на тот момент кварки имеют массу ни массу w- и z-бозонов ситуация с моделью была близка к критической но в 1967 году вайнберг и салам независимо предложили использовать для рождения массы механизм хиггса взаимодействие безмассовых фермионов и безмассовых же электрослабых бозонов со скалярным полем хиггса и возникновение массы в результате спонтанного нарушения симметрии это решение избавило модель которая стала называться моделью глэшоу-вайнберга-салама от трудностей с массами и таким образом позволило рассматривать предсказания модели всерьез в том числе попытаться проверить существуют ли на самом деле нейтральные слабые токи надо отметить что на тот момент еще не было окончательно понятно что модель математически согласованна предсказания модели блестяще подтвердились нейтральные слабые токи были обнаружены в церне в 1973 году и глэшоу вайнберг и салам получили за это предсказание нобелевскую премию 1979 года правда вся история с моделью глэшоу-вайнберга-салама на этом не кончилась в 1971 году т хофт и вельтман окончательно доказали что модель свободна от математических проблем за что они получили нобелевскую премию 1999 года в нее были включены кварки с глюонами в свою очередь описываемые квантовой хромодинамикой и она стала называться стандартной моделью и только один элемент этой модели пока что не удается или не удавалось если считать что на lhc нашли именно бозон хиггса правда и в этом случае еще не ясно какой именно бозон хиггса они нашли зарегистрировать экспериментально тот самый бозон хиггса как я уже сказал бозон хиггса в некотором смысле остаточное явление побочный эффект механизма хиггса который заставляет безмассовые изначально частицы фермионы и бозоны-переносчики взаимодействий вести себя как массивные частицы это происходит из-за взаимодействия с полем хиггса и спонтанного нарушения симметрии и об этом будет рассказано в следующей части протон-протонный цикл цепь термоядерных реакций в которых водород превращается в гелий поскольку водород это только протоны а для образования гелия нужны нейтроны сначала некоторые протоны должны превратиться в нейтроны за это и отвечают слабые взаимодействия два протона сливаются и образуют ядро дейтерия протон нейтрон испуская позитрон и электронное нейтрино это первый шаг протон-протонного цикла а вот дальше уже все происходит в основном за счет сильных и электромагнитных взаимодействий нейтрон состоит из двух d-кварков и одного u-кварка протон из двух u-кварков и одного d-кварка так что при превращении одного из d-кварков в нейтроне в u-кварк получается как раз протон не совсем так основной изотоп природного урана распадается с испусканием альфа-частицы и образованием тория а вот уже торий распадается через бета-распад конечно в образце природного урана всегда есть какое-то количество тория который и производит бета-лучи по этой ссылке можно почитать о первых экспериментах где были зарегистрированы нейтрино официально открытие нейтрино было объявлено в 1956 году в этом файле включено письмо паули в котором он сообщает о своей гипотезе участникам конференции в декабре 1930 в тюбингене начинающееся словами dear radioactive ladies and gentlemen в оригинале конечно liebe radioaktive damen und herren что интересно с помощью введения нейтрино паули предлагал решить также проблему целого спина и некоторых других ядер и что характерно его предложение в конце концов сработало кроме этого там немного рассказывается о теории ферми так получилось что более естественно называть нейтрино частицу рождающуюся в бета-плюс распаде когда испускается не электрон а позитрон например в распаде один из распадов использующихся в позитронной эмиссионной томографии в бета-распаде нейтрона испускается ее античастица антинейтрино
142. 11.07.2012, 17:19. dubinyansky в теме
     «Картель под названием Российская ядерная наука.»
     ... частицей превращения в пару фотонов и третью частицу нейтрино не существует кварков они были придуманы сначала временно а потом это закрепилось для удобства описания некоторых состояний элементарных частиц и процессов между ними с нахождением внутреннего устройства элементарных частиц их портретов доказательством неделимости элементарных частиц надобность в гипотезе кварков полностью отпала не существует чёрных дыр никогда не было большого взрыва или первичного взрыва потому что невозможны чёрные дыры и плотности больше ядерных плотностей потому что при больших плотностях происходит реакция превращения пар нейтронов в фотоны и третьи частицы типа нейтрино или без оных не существует бозонов хиггса...
143. 09.07.2012, 13:19. FatCat в теме
     «Говорят, что физики открыли "частицу Бога"»
     ... преодоления порога скорости света нереально а исследования нейтрино дают некоторую надежду хотя бы на сверхсветовую...
144. 09.07.2012, 12:06. Ardent в теме
     «Говорят, что физики открыли "частицу Бога"»
     ... практическое применение в ближайшие сотни лет вон над нейтрино уже сколько бьются тонны денег потратили на детекторы и где практическая польза ну проще рассчитывать реакции распада но сами-то нейтрино принципиально нигде не применимы в общем я...
145. 04.07.2012, 14:26. dubinyansky в теме
     «Тупиковые гипотезы современной физики. Почему не существует чёрных дыр.»
     ... обладающие энергией но не имеющие массы покоя фотоны нейтрино и были обнаружены взаимодействия при которых...
146. 14.06.2012, 13:28. Ущеко в теме
     «Поздравляю Вас граждане, она наконец то рухнула»
     ... сверхсветовой джет в космосе и свехсветовое движение нейтрино на земле была рассмотрена на заседании редколлегии от 5 04 2012 редколлегия приняла решение отклонить вашу статью на основании полученной рецензии рецензия известный эффект кажущегося сверхсветового перемещения удаленных небесных тел рассматриваемый автором данной статьи не имеет отношения к эксперименту opera где измерялась истинная скорость нейтрино к тому же к настоящему времени с одной стороны сама коллаборация opera обнаружила возможную неточность в определении времени вылета нейтрино исправление которой делает скорость нейтрино не превышающей скорость света см доклад m sioli et al http agenda infn it conferencedisplay py confid 4896 а с другой стороны независимый эксперимент icarus http arxiv org abs 1203 3433 также не подтвердил сверхсветовое распространение нейтрино поэтому в любом случае данная статья потеряла...
147. 30.05.2012, 20:42. dubinyansky в теме
     «О необходимости борьбы с монополизмом в науке.»
     ... частицей превращения в пару фотонов и третью частицу нейтрино не существует кварков они были придуманы сначала временно а потом это закрепилось для удобства описания некоторых состояний элементарных частиц и процессов между ними с нахождением внутреннего устройства элементарных частиц их портретов доказательством неделимости элементарных частиц надобность в гипотезе кварков полностью отпала никогда не было большого взрыва или первичного взрыва потому что невозможны чёрные дыры и плотности больше ядерных плотностей потому что при больших плотностях происходит реакция превращения пар нейтронов в фотоны и третьи частицы типа нейтрино или без оных не существует бозона хиггса да...
148. 13.05.2012, 15:55. vkadimir2012 в теме
     «Сверхсветовые вороны»
     ... после повторения эксперимента по определению скорости нейтрино и поспевания моего эксперимента по биосвязи...
149. 13.05.2012, 01:52. Виконт в теме
     «Сверхсветовые вороны»
     ... качестве мнения эксперта новые объяснения сверхсветовых нейтрино проверят в мае участники коллаборации opera проведут повторные эксперименты по сверхсветовым нейтрино в мае об этом сообщается в пресс-релизе на сайте cern 23 февраля официальный блог журнала science сообщил что в ходе проверок удалось выявить возможную причину появления у нейтрино сверхсветовой скорости в эксперименте в итальянской лаборатории в гран-сассо оказалось что плохое соединение в кабеле замедляло работу вычислительной системы и приводило к недооценке времени движения нейтрино и следовательно увеличению скорости в этот же день официальный представитель cern джеймс гиллес заявил риа новости это возможное объяснение но мы не можем знать этого наверняка до тех пор пока не будут проведены дальнейшие эксперименты с пучком нейтрино в пресс-релизе cern говорится что все принимавшие участие в работе организации уведомлены о результатах проверки также там сообщается что ученым удалось обнаружить еще один вероятный эффект который мог сказаться на конечном результате он связан со стандартом частоты который использовался для измерения времени движения элементарных частиц из-за этого эффекта суть которого в сообщении не разъясняется время движения нейтрино могло быть заметно переоценено а сверхсветовая скорость следовательно недооценена вы ведь в курсе чем случайная погрешность отличается от систематической вобщем подождем посмотрим втягиваться в обсуждение очередной теории заговора у меня ну никакого желания согласен душок не самый ароматный от вашего пассажа лично я сразу бы поинтересовался а каков механизм взрыва сверхновой а уже только после этого делал бы какие-то выводы а у вас похоже эмоции слишком уж сильно фонтанируют мешают мыслительному процессу согласитесь это далеко не самый лучший вариант вот как физики представляют этот процесс в настоящее время в популярном изложении разумеется как известно энерговыделение в звёздах происходит в основном в центральных областях вспышка сверхновой начинается грубо говоря с того что нейтрино образующиеся в так называемом урка-процессе начинают уносить больше энергии чем её может выделиться в происходящих термоядерных реакциях это приводит к очень быстрому сжатию центральных областей звезды и нейтронизации вещества образующиеся нейтрино быстро проходят сквозь звезду так как они слабо взаимодействуют с веществом и когда они до нас дойдут мы зарегистрируем нейтринную вспышку что касается фотонов то они сильно взаимодействуют с плазмой и не могут пройти от центра до поверхности быстро они много-много раз поглощаются и переизлучаются и до поверхности звезды добираются спустя много сотен тысяч лет при этом из каждого гамма-кванта родившегося в термоядерных реакциях образуется множество фотонов в основном оптического инфракрасного и ультрафиолетового диапазона в случае солнца этот процесс занимает если не ошибаюсь порядка 700 000 лет после того как в центральной части звезды произошла нейтронизация её сжатие останавливается и в падающей к центру оболочке образуется ударная волна которая распространяется от центра к поверхности судя по тому что оболочка после выхода ударной волны на поверхность разлетается со скоростью порядка нескольких тысяч километров в секунду ударная волна распространяется с такой же по порядку величины скоростью оптическая вспышка начинается именно в момент выхода на поверхность ударной волны потому что с этого момента оболочка начинает расширяться увеличивая светимость звезды светимость пропорционально площади поверхности звезды так что фотоны которые мы видим рождаются на поверхности звезды после того как поверхности достигнет ударная волна нейтрино к этому моменту уже давно покинули звезду...
150. 12.05.2012, 11:32. vkadimir2012 в теме
     «Сверхсветовые вороны»
     ... сделать даже с экспериментами по измерению скорости нейтрино то почему бы не делать это там где у людей...