сверхсветовое нейтрино: гіпотези і теорії щодо загадкових частинок. Опис, характеристики, швидкість і маса

Короткий зміст статті:

• Що таке нейтрино?
• Чи можливо перевищити швидкість світла?
• Швидкість і маса нейтрино
• Проект OPERA
• Розвінчання сенсаційного експерименту
• Відео про властивості нейтрино

Новини зі світу науки не так часто розбурхують розум рядового обивателя. Щоб будь-яка відкриття дійшло до свідомості народних мас, воно повинно мати вкрай незвичайний, майже магічний характер. Саме тому журналісти всього світу так жадібно вхопилися за повідомлення про сверхсветовие нейтрино. Гіпотези і теорії посипалися як з рогу достатку, але реальність, як завжди, розставила все на свої місця.

Що таке нейтрино?

Італійським словом «neutrino» називається найпоширеніша у Всесвіті частка. Існування її було припущено Вольфгангом Паулі в 1930 році. Але природа цієї складової атомних ядер до сих пір до кінця не пізнана .

Перерахуємо вже відомі науці факти:

• Сама назва говорить про нейтральний електричному заряді даного фермиона.
• Збереження довкілля мінімально. Слабкі взаємодії мають дуже короткий діапазон, а гравітація незначна. Це призводить до того, що нейтрино проходить через будь-яку матерію практично безперешкодно.
• Кожна частка має власного антипода, якого так і називають — антинейтрино. Останнє відрізняється від свого побратима квантовим числом і симетричністю (хиральностью).
• Основними джерелами цих космічних мандрівників є ядерні реакції, що відбуваються в зірках, особливо в наднових. Сонце не є винятком і посилає на Землю їх трильйонами.
• Лептон може бути створений і штучним шляхом за допомогою ядерних реакторів і прискорювачів.

чи можливо перевищити швидкість світла?

Згідно з озвученою Альбертом Ейнштейном спеціальної теорії відносності, зі швидкістю світла можуть пересуватися лише тіла з нульовою масою спокою. Всі інші предмети ніколи не досягнуть цієї планки. Перевищення ж порога в 300 000 км / с матерією або інформацією теоретично неможливо.

Однак повідомлення про несподівані відкриття раз у раз з’являються на шпальтах газет. Серед найостанніших новин:

• Вчений з Прінстонського університету Лінжун Ванг заявляв про можливість досягнення швидкостей, в сотні разів більших, ніж у електромагнітних хвиль. Він назвав це явище нуль-телепортацией. Однак через деякий час дослідник визнав свою помилку.
• Свої прорахунки довелося визнати і працівникам Дослідницької ради, що знаходиться в Італії. Вони повідомляли про розгін мікроскопічних хвиль до 375 000 км / с.
• Вчені МДУ також відомі на спробах прославитися. Так званий «холодний термоядерний синтез» коштував кар’єри не одному фізику, відкрито заявляють про загибель відкриттів Ейнштейна.

Висока частота появи таких звісток привчила дослідників з підозрою ставитися до будь-якої спроби повалення теорії відносності.

швидкість і маса нейтрино

швидкість пересування частинки довго залишалася предметом наукових суперечок:

• Теорія відносності пов’язує швидкість переміщення з масою . Якщо тіло має масу, відмінну від нуля, воно ніколи не розвине швидкості світла.
• Оскільки довгий час вважалося, що нейтрино є безмассового тілом, то його швидкість приймалася на рівні 3 * 10 ⁵ м / с.
• Згідно з дослідженнями 2012 року, лептон пересувається на 0,0006% повільніше, ніж електромагнітне випромінювання. Італійські вчені з проекту OPERA отримали інші значення, але про це докладніше розповімо в наступному розділі.

Щодо маси нейтрино наука 2017 року говорить наступне:

• Зазначене експериментально явище осциляцій (перетворення в антинейтрино) говорить про наявність маси. Про це говорив ще італійський фізик-ядерник Бруно Понтекрово в 1950-х роках.
• Встановити точні цифри не представляється можливим. Сьогодні це одна з найбільш невирішених проблем у фізиці.
• Вчені роблять лише припущення щодо сумарної маси всіх нейтрино у Всесвіті. Вона не повинна перевищувати 0,3 МеВ. В іншому випадку Всесвіт перестане існувати.

Проект OPERA

У 2011 році як грім серед ясного неба була озвучена новина про перевищення нейтрино швидкості світла. Вона прийшла з італійської лабораторії проекту OPERA .

Спільнота фізиків було схвильована:

• Дані експерименту явно говорять про порушення спеціального теорії відносності і катастрофі сучасного розуміння фізики, яке встановилося 100 років тому.
• Частка прибула на лише 60,7 мільярдних часток секунди швидше за світло, але цього вже достатньо для наукового перевороту.
• Через кілька місяців після оприлюднення документів вчені провели повторне випробування, яке підтвердило попередні цифри. В авторитетному журналі «Фізика високих енергій» вийшла відповідна стаття.
• У березні 2012 року незалежні дослідники повторили експеримент, але його результати цілком укладалися в поточну картину світу.
• Ще до перевірки результатів ряд видатних фізиків зробили публічні коментарі з приводу новини. Так нобелівські лауреати Стівен Вайнберг, Джордж Смут і Карло Руббіа висловили скептицизм і недовіру співробітникам OPERA.

Розвінчання сенсаційного експерименту

Однак ніякої наукової революції не відбулося. Про помилкових результати заявили самі горе-першовідкривачі:

• Відповідно до внутрішнього розслідування, можливим джерелом похибки могла бути слабкий зв’язок із супутниковим приймачем.
• Іншим можливим джерелом неполадок могли бути електронний годинник. Вони, ймовірно, відраховували час швидше, ніж належить.
• Але реальна причина провалу виявилася цікавішою за найсміливіших очікувань. У березні 2012 року — через рік після сенсаційного оголошення — виявилося, що винуватцем був не до кінця угвинчений кабель (на етапі збору даних).
• У липні того ж року був проведений контрольний експеримент, який цілком укладався в поточні наукові уявлення.

Інцидент викликав напруженість всередині спільноти співробітників OPERA. Ряд фізиків висловили вотум недовіри прес-секретарю лабораторії. Останній склав із себе повноваження і заявив, що розкаюється в надмірному роздутті сенсації.

Наукові журнали, які опублікували сумно відоме дослідження, також вийшли з вибаченнями за поспішні дії редакційної колегії.

Відео про властивості нейтрино

В даному ролику фізик Андреас Роберто розповість, покаже, як вченим вдалося зафіксувати існування цієї невагомою частки: