Нейтрино
Нейтрино
Нейтрино! Эта частичка уже не раз преподносила сюрпризы физикам, и от нее ожидали новых. Но того, что случилось в 1980 году, не ждал никто… Кар-тина, представшая перед мысленным взглядом ученых, казалась более чем умопомрачительной.
Но попытаемся выложить все по порядку.
Первым сюрпризом было само изобретение этой частички швейцарским физиком В. Паули в 1930 году. Конкретно такое слово — “изобретение” употребляет один из создателей современной нейтрипной физики, академик Б. Понтекорво, описывая теоретическое пророчество существования нейтрино.
Вспоминая то время, он пишет: “Тяжело отыскать ситуацию, где бы слово “интуиция” так соответствовало нраву научного заслуги, как в случае пророчества нейтрино В. Паули.
Во-1-х, 50 годов назад были известны только две “простые” частички — электрон и протон, и даже мысль, что для наилучшего осознания природы нужно ввести новейшую частичку, была сама по для себя революционной…
Во-2-х, предлагавшаяся частичка, нейтрино, должна была владеть совсем экзотичными качествами, и в особенности — большой проникающей способностью”.
В. Паули “изобрел” эту изумительную частичку для того, чтоб разъяснить, куда девается часть энергии, выде ляемая при радиоактивном распаде ядер с испусканием электронов. Таковой распад именуют бета-распадом.
Дело в том, что когда определяют энергию товаров бета-распада радиоактивных частей, к примеру трития в гелий, то измерения демонстрируют, что после распада суммарная энергия всех частиц, которые конкретно регистрируются устройствами, различная в различных актах распада трития. Происходит очевидное нарушение закона сохранения энергии, часть энергии всегда куда-то исчезает.
Даже такие корифеи физики, как, к примеру, Н. Бор, стали гласить, что в этих процессах вправду не сохраняется энергия. И вот тут-то В. Паули сделал свое “изобретение”. Он представил, что никакого нарушения закона сохранения энергии не происходит, а просто в процессе распада, не считая регистрируемых устройствами частиц, появляются частички еще 1-го сорта. Эти гипотетичные частички очень слабо ведут взаимодействие с обыденным веществом и потому свободно улетают из лаборатории, не регистрируясь физическими устройствами. Улетевшие частички и уносят с собой недостающую энергию, создавая видимость ее ликвидирования. Загадочные частички получили заглавие нейтрино.
С того времени прошло более полвека, и, как уже говорилось, нейтрино много раз озадачивало физиков. Так, оказалось, что нейтрино не просто слабо ведет взаимодействие с веществом, как это сначало представил В. Паули, а фантастически слабо. Оно совсем свободно проходит, скажем, через Землю, и не только лишь через Землю, да и через Солнце, звезды, через любые тела Вселенной как через пустоту, как свет через оконное стекло.
Вот поэтому зарегистрировать такие частички очень тяжело. Исключительно в 1956 году они были конкретно обнаружены по ядерным превращениям, ими вызываемым.
Последующие исследования проявили, что нейтрино (совместно с его античастицей — антинейтрино. Мы не делаем в нашем рассказе различия меж ними, называя их единым термином нейтрино) бывают, по последней мере, 3-х видов — электрические, мюонные и тау-нейтрино. Каждый сорт участвует исключительно в определенных, специфичных для него реакциях.
Не станем перечислять тут другие изумительные особенности нейтрино. Отметим только, что своеобразие
их параметров было так таинственным, что, с одной стороны, физики только удивленно разводили руками, не способен осознать глубинные предпосылки этого своеобразия, а с другой стороны, они практически с магическим благоговением верили (поточнее, это давала подсказку им научная интуиция), что настолько странноватая частичка должна играть необыкновенную роль во Вселенной. Вот, что гласили известные физики около 2-ух десятилетий вспять.
Д. Уилер, прошлый президент Южноамериканского физического общества: “В текущее время нет никакого разъяснения тому, почему нейтринные взаимодействия так слабы по сопоставлению с электрическими взаимодействиями и почему они так сильны по сопоставлению с гравитационными”.
Интересно, что только одна эта фраза выделена Д. Уилером в отдельную главу (!) его работы “Нейтрино, гравитация и геометрия”. Для сопоставления укажем, что, к примеру, 1-ая глава этой работы содержит более 100 страничек со сложнейшими формулами.
Академик М. Марков, внесший большой вклад в развитие нейтринной физики: “Современнику тяжело гадать, какое настоящее место займет нейтрино в физике грядущего. Но характеристики этой частички настолько тривиальны и своеобразны, что естественно мыслить, что природа сделала нейтрино с какими-то глубокими, пока для нас не всегда ясными “целями”.
Несколько далее мы увидим, что же это все-таки за “цели”.
Открытия ближайшего времени, о которых речь пойдет, принуждают с еще огромным вниманием отнестись к нейтрино и заного оценить сочетание 3-х величавых сущностей — гравитации, нейтрино и Вселенной.
Если гравитация — основная сила, управляющая движением материи во Вселенной, то нейтрино согласно последним данным, по-видимому, основная частичка Вселенной. Конкретно о нем, о нейтрино, необходимо мыслить сначала, когда мы пытаемся осознать, что есть Вселенная.
Новиков И.Д.