Neutrino particle: وصف، مال، جي ڪو تشريح ڪري. neutrino oscillations - ان ...

Neutrino - هڪ همراه particle ته ڏاڍي جي برقيو سان ملندڙ جلندڙ آهي، پر ان جو ڪو به برقي چارج ڪئي. اهو هڪ تمام ننڍڙو ڪاميٽي، جنهن کي به ٻڙي ٿي سگهي ٿي چڪو آهي. جي neutrino جي ڪاميٽي کان رفتار تي دارومدار. اچڻ ۽ particle شعاع جي زماني ۾ فرق 0،0006٪ (± 0،0012٪) آهي. 2011 ع ۾، ان جي ناٽڪ آزمائش جي دور ۾ قائم ڪيو ويو آهي ته هن جي رفتار روشني neutrinos جي رفتار ڏيندو، پر هن جي تجربي جي آزاد جي تصديق نه ڪئي آهي.

هن elusive particle

هن ڪائنات ۾ سڀ کان عام اڏاريل مان هڪ آهي. تنهنڪري ان معاملي سان تمام ٿورو interacts، ان کي لڳائڻ سان incredibly ڏکيو آهي. Electrons ۽ neutrinos جي مضبوط ايٽمي قوت ۾ حصو نه ٿا، پر ڪتب جي ڪمزور ۾ حصو. اهڙي مال گذارڻ اڏاريل leptons سڏيندا آهن. برقيو (positron ۽ antiparticle) کي ان کان سواء، هن جي حڪم leptons muon (200 برقيو ڪاميٽي)، tau (3500 برقيو ڪاميٽي)، ۽ سندن antiparticle ڪرڻ جو حوالو ڏنو. اهي سڏيندا آهن: برقيو، muon ۽ tau neutrinos. انهن مان هر هڪ antimaterial اتحاد، هڪ antineutrino سڏيو اٿس.

Muon ۽ tau، هڪ برقيو وانگر، accompanying اڏاريل آهن. اهو muon ۽ tau neutrinos. ھڪ ٻئي کان مختلف اڏاريل جي ٽن قسمن. مثال طور، جڏهن muon neutrinos جي ٽارگيٽ سان له وچڙ ۾ ايندا، اهي هميشه muons ۽ ڪڏهن به tau يا electrons پيدا ڪري. جي اڏاريل جي رد عمل ۾، توڙي جو electrons ۽ برقيو neutrinos پيدا ڪيو ۽ تباهه ٿي رهيا آهن، انهن جي پڄاڻي بدليل رهي. هيء حقيقت ٽن قسمن، جنهن جي هر هڪ جو حڪم leptons ۽ accompanying neutrino مالڪ ۾ هڪ جدائي leptons ڪري ويا آهن.

هن particle لڳائڻ لاء هڪ تمام وڏو ۽ انتهائي حساس detectors گهري. جيئن هڪ راڄ، گهٽ توانائي neutrinos سان ڪم سان لهه وچڙ ڪري ڪيترن ئي نور سالن لاء سفر ڪندو. انڪري، انھن سان گڏ سڀني جا رهواسي تجربن هڪ ننڍي تعريف ته داروغا مناسب ماپ سان interacts جي ماپ تي ڀروسو. مثال طور، هڪ neutrino ضابطي Sudbury ۾، ڳري پاڻي جي 1.000 tonnes هجن 1012 رپيا ٻيو شمسي neutrinos جي باري ۾ detector ذريعي گذري ٿو. ۽ فقط 30 سيڪڙو ڏينهن مليو.

دريافت جي تاريخ

Wolfgang Pauli پهرين ته وقت 1930. ۾ اڏاريل جي وجود postulated، اتي هڪ مسئلو ڇاڪاڻ ته ان رهيو آهي ته توانائي ۽ angular momentum جي سنه مقدر ۾ محفوظ نه آهن هو،. پر Pauli نشاندهي ڪئي آهي ته جيڪڏهن ڪو اڻ ڌريو particle interacting neutrinos ھاريو نه آهي، ته توانائي جي قدرتي وسيلن جي حفاظت قانون هتان ويندو. اطالوي physicist 1934 ع ۾ Enrico Fermi سنه مقدر جي نظريي جي ترقي، ۽ زال جي particle جو نالو ڏنو.

20 سالن جي لاء سڀ ٿينديون باوجود، neutrinos experimentally ان جو سبب لڌا نه ٿو ڪري سگهجي ڪمزور لهه وچڙ ڪم سان. ڇو جو اڏاريل electrically الزام آهن، اهي electromagnetic فورسز ڪم ڪندا نه، ۽ تنهن ڪري، اھي مال جي ionization سبب نه ڪندا آھن. اضافي طور، اهي صرف ڪمزور ڳالهائڻ معمولي قوت جي ذريعي سنڌ جي مال سان پڇن.ذاتي. تنهن ڪري، انهن کي سڀ کان پون subatomic ڪنهن به رد عمل بنجي کان سواء atoms جي هڪ وڏي تعداد جي ذريعي بيتن جي قابل اڏاريل آهن. صرف 1 10 اهي هڪ فاصلي تي ڌرتيء جي قطر جي برابر ڪندي ڪپڙي جي ذريعي سفر اڏاريل جي ارب، protons يا نپوسيو سان ملندو.

آخر ۾، 1956 ع ۾ آمريڪي physicists جي هڪ گروپ، فريڊرڪ Reines جي قيادت کي ٻڌايو ته برقيو antineutrino جي دريافت. تجربن ۾ ان جي ايٽمي reactor radiated antineutrinos، هڪ proton سان reacting، neutrons ۽ positrons نظر ايندا. منفرد (۽ ناياب)-مصنوعات جي جنهنڪري جي توانائي ويچار ونڊيو ته particle جي وجود جو ثبوت هو.

muon - کلڻ جو حڪم leptons muons جو ٻيو قسم neutrinos جي پوء جي سڃاڻپ لاء ٿيندڙ نڪتو هو. سندن سڃاڻپ هڪ particle عاجلا ۾ آزمائش جي نتيجن جي بنياد تي 1962 ع ۾ برپا ڪيو ويو. هاء-توانائي muons جو مقدر neutrinos Pi-mesons جي ٺهيل آهي ۽ ان جي detector کي هدايت ڪئي ته ان لحاظ کان هو مال سان گڏ انهن جي رد عمل ٻڌڻ سان. حقيقت اها آهي ته اهي غير reactive آهن، گڏو گڏ اڏاريل جي ٻين قسمن جي باوجود، ان کي ملي ويو آهي ته نادر ڪيس ۾ جڏھن protons يا neutrons، muons، neutrinos muons سان پڇن.ذاتي، پر ڪڏهن به electrons. 1998 ع ۾، آمريڪي physicists ليون Lederman، Melvin Schwartz ۽ Dzhek Shteynberger muon-neutrinos جي سڃاڻپ لاء طبعيات ۾ نوبل پرائز سان نوازيو هئا.

tau - جي وچ-1970s ۾، جي neutrino طبعيات جو حڪم leptons جو ٻيو قسم حاصل. Tau-neutrino ۽ tau-antineutrinos هي ٽيون الزام lepton سان لاڳاپيل هئا. 2000 ع ۾، سنڌ جي قومي عاجلا ليبارٽري ۾ physicists. Enrico Fermi اڏاريل جي هن قسم جي وجود جي پهرين تجرباتي ثبوت آهي.

وزن

neutrinos جي سڀني قسمن جي ڪاميٽي، جنهن کي سندن شريڪ حڪم جي ڀيٽ ۾ گهڻو گهٽ آهي. مثال طور، تجربن ڏيکاري ته برقيو-neutrino جي ڪاميٽي جي برقيو ڪاميٽي جي گهٽ کان 0،002٪ هجي ۽ ٽي varieties جي عوام جي پڄاڻي کان گهٽ 0،48 eV هجڻ گهرجي. ڪيترن سالن تائين سنڌ جي فڪر آهي ته particle جي ڪاميٽي ٻڙي آهي، باقي ڪو مجبور نظرياتي دليل، ڇو ته اها آهي ته واٽ ٿي وڃي ٿي ويو. ان کان پوء، 2002 ع ۾، سنڌ جي Sudbury Neutrino ضابطي جي پهرين سڌو ثبوت آهي ته برقيو neutrinos سج جي بنيادي ۾ ايٽمي ردعمل جي ھاريو حاصل ڪئي هئي، جيستائين اهي ان جي ذريعي نڪري، ان قسم جي تبديلي. جيئن ته "oscillations" neutrino جي لحاظ کان جيڪڏهن هڪ يا اڏاريل جي وڌيڪ هڪ ننڍي عام آهن. هن ڌرتيء جي فضا ۾ سندن پڙهائي cosmic ڪرڻن جي لهه وچڙ به ڪاميٽي جي موجودگي ظاهر آهي، پر وڌيڪ تجربن کان وڌيڪ صحيح ان جي وصف بيان ڪرڻ جي ضرورت آهي.

ذريعن

neutrinos جي قدرتي وسيلن - زمين جي اندر ئي عنصرن جو هڪ radioactive جو مقدر، جنهن کي گهٽ-توانائي برقيو-antineutrino جي هڪ وڏي وهڪري ۾ ھاريو وڃي. Supernovae به advantageously، سڄو neutrino آهن تنهنڪري انهن اڏاريل صرف هڪ collapsing تارو ۾ قائم hyperdense مواد داخل ڪري سگهو ٿا. رڳو توانائي جو هڪ ننڍو حصو نور کي تبديل ڪيو آهي. حساب ڏيکاريو آهي ته شمسي توانائي جي باري ۾ 2٪ - توانائي neutrinos ۾ قائم thermonuclear جي ردعمل فيوزن. ان ڳالهه جو امڪان آهي ته ڪائنات جي اونداهي ڪم مان گھڻا جي بگ بينگ دوران جي روپ ۾ ته neutrinos جي مٿي ڪيو آهي.

طبعيات مسئلا

astrophysics neutrino سان لاڳاپيل علائقن ۾، ۽ قسمين قسمين ۽ وهن ترقي ڪري. موجوده مسئلن ته تجرباتي ۽ نظرياتي ڪوششن جي هڪ وڏي انگ جي اڳاڙي، هيٺين:

• سنڌ جي مختلف neutrino عوام ڇا آهي؟
• اھي cosmology چئبو، ته بگ بينگ ڪيئن متاثر ڪندا آھيو؟
• اھي oscillate؟
• جيئن ته اهي ڪم ۽ تارن جي ذريعي سفر neutrino جي هڪ قسم جي ٻي ۾ ڦرندو ٿو؟
• neutrinos بنيادي طور سندن antiparticles کان مختلف آهن؟
• ڪيئن تارن هڪ supernova بڻجي کي ڊھڻ؟
• cosmology چئبو ۾ neutrinos جو ڪردار ڇا آهي؟

خاص دلچسپي جي ڊاڪٽر عشرت العباد پريشاني جي هڪ ئي پوء-سڏيو شمسي neutrino مسئلو آهي. هن جو نالو ته حقيقت اها آهي ته ڪيترن ئي terrestrial گذريل 30 سالن کان هلندا تجربن دوران، continually هتان جي اڏاريل ضروري جي ڀيٽ ۾ ننڍا جي توانائي جي سج جي radiated پيدا ڪرڻ لاء وهم. هڪ ممڪن حل جي oscillation، يعني برقيو neutrinos جي transformation ڌرتيء جي سفر دوران muon يا tau ڪرڻ آهي. ئ. پوء گهڻا وڌيڪ ڏکيو گهٽ-توانائي muon يا tau neutrinos اندازو ڪري، transformation جي هن قسم جو بيان ڇو اسان کي ڌرتيء تي اڏاريل جي حق رقم نه ڏسو ها.

چوٿين نوبل پرائز

طبعيات 2015 ع ۾ نوبل پرائز جي neutrino ڪاميٽي جي ڳولا لاء Takaaki Kaji ۽ Arthur گنج ڪرڻ سان نوازيو ويو. هيء چوٿين ساڳي تحفو انهن اڏاريل جي تجرباتي ماپون سان لاڳاپيل هو. ڪنهن جو ڇو اسان کي ڪجهه ته تڏھن عام ڪم سان لهه وچڙ جي باري ۾ تمام گهڻو خيال ڪيو وڃي ته سوال ۾ دلچسپي ٿي سگهي ٿي.

جڏهن ته حقيقت اها آهي ته اسين انهن ephemeral اڏاريل لڳائڻ ڪري سگهي ٿو، انسان ingenuity کي هڪ نامي آهي. quantum mechanics جي اصول کان وٺي، probabilistic، اسان کي خبر آهي ته، اها حقيقت آهي ته لڳ ڀڳ سڀ neutrinos جي ڌرتيء جي ذريعي نڪري باوجود، انهن مان ڪي ته ان سان له وچڙ ۾ ايندا ويندا. هن detector جي سڀني وڏي سائيز داخل آهي وس وارو آھي.

پهرين اهڙي ڊوائس ڏکڻ Dakota ۾ هڪ منهنجو ۾ رڙيون جي sixties ۾ تعمير ڪرايو هو. هن shaft 400 هزار ۾ ڀرجي ويو. آيل صفائي پاڻياٺ. سراسري طور هڪ particle neutrino تي روزانو chlorine جي جوهر سان interacts، ان argon ۾ تبديل ڪري. Incredibly، ريمنڊ Davis، جن جي detector لاء ذميوار هو، گھڻن argon atoms جي ڳولا لاء هڪ طريقو ٻڌو، ۽ چئن ڏهاڪن کان پوء، 2002 ع ۾، هن هذا انجنيئرنگ جادو آندائون لاء هن جو نوبل پرائز سان نوازيو ويو.

نئين اپگرهه آهي

ڇو ته neutrinos پوء weakly لهه وچڙ، اھي وڏو پنڌ سفر ڪري سگهي ٿو. چيائون ته اسان جي هنڌن تي ته ٻي صورت ۾ اسان کي ڪڏهن به نه ڏٺو ھا ۾ هڪ جهلڪ ڏئي. Neutrinos Davis لڌا ويا، ائٽمي ردعمل آهي ته سج جي دل ۾ جاء ورتي، ۽ هن incredibly (جھڙو) ۽ گرم سيٽ ڇڏي صرف ڇاڪاڻ ته اهي ٻئي ڪم سان لهه وچڙ نه ٿا سگهندا هئا جي نتيجي ۾ ٺهيل آهي. تون به ڌرتيء کان وڌيڪ هڪ سؤ هزار نوري سالن جي فاصلي تي هڪ ڦاٽي اسٽار جي مرڪز مان ھاريو neutrinos لڳائڻ ڪري سگهو ٿا.

ان کان سواء، انهن اڏاريل ان کي ممڪن بنائڻ ان جي تمام ننڍي پيماني تي، تن جنهن ۾ جنيوا ۾ وڏيون Hadron Collider ۾ نظر ڪري سگهو ٿا جي ڀيٽ ۾ گهڻو ننڍا ۾ ڪائنات جو مشاهدو ڪري، ان جي دريافت Higgs boson. اهو آهي ته نوبل ڪميٽي ٻئي قسم جي neutrino جي دريافت لاء تحفو ڪرڻ جو فيصلو ڪيو ته نوبل پرائز هن سبب جي لاء آهي.

پراسرار کوٽ

ري Davis شمسي neutrinos هتان جڏهن، هن چيو ته اميد مقدار جي صرف هڪ ٽيون مليو. گهڻو ڪري physicists يقين آهي ته سج جي astrophysics جي غريب علم آهي ان جو سبب هي: مان چمڪندڙ subsoil ماڊل جي رقم ان جي neutrino ۾ پيدا overestimated. پر ان جي باوجود، ڪيترن سالن تائين، پوء به جي شمسي ماڊلز کي بهتر ڪيو آهي، جو خسارو رهيو. Physicists ٻيو امڪان کي ڌيان ادا ڪيو آهي: اهو مسئلو انهن اڏاريل جو اسان جي تاثر سان لاڳاپيل ٿي سگهي. هن نظريي جي مطابق، پوء بھرحال اھي وزن نه ڪيو. پر ڪجهه physicists دليل آهي ته حقيقت ۾ اڏاريل هڪ infinitesimal ڪاميٽي آهن، ۽ هن ڪاميٽي سندن کوٽ جي سبب هو آهن.

ٽن سامهون particle

neutrino oscillations جي نظريي مطابق، فطرت ۾، اتي انهن مان ٽن مختلف قسمن آهن. هڪ particle هڪ ڪاميٽي، ته جيئن ان کي هلڻ ان ٻئي کي ھڪ قسم مان نڪري ٿو ڪيو آهي ته. ٽن قسمن - electrons، muons ۽ tau - جي مال سان لهه وچڙ ۾ اسي الزام particle (برقيو ۽ muon tau leptons) کي تبديل ڪري سگهجي ٿو. "Oscillation" quantum mechanics سبب آهي. neutrino قسم جي مسلسل نه آهي. اهو وقت جي حوالي سان مٽائيندو. Neutrinos، جنهن کي هڪ اي-ميل جي حيثيت ۾ ان جي وجود لڳو، هڪ muon ۾ ڦري سگهي ٿو، ۽ پوء. اهڙيء ريت، هڪ particle، سج جي بنيادي ۾ ٺهيل آهي، سنڌ ڌرتي کي واٽ تي وقفي muon neutrinos ۽ لکندا ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو. تنهنڪري Davis detector صرف برقيو-neutrinos، جنهن argon ۾ chlorine جي ايٽمي transmutation رسي سگهي ٿو لڳائڻ سگهي ٿو، ان لحاظ کان رهيو آهي ته مليل neutrino ٻين قسمن ۾ بدلجي. (اهو ٻاهر ڦرندو ته neutrinos oscillate جو سج اندر، ۽ نه ئي ڌرتي جي رستي تي).

جڏهن ته ڪينيڊين آزمائش

هن پرکي ئي واحد رستو هڪ detector ته neutrinos جي موڪليل ٽن قسمن لاء ڪم ڪيو پيدا ڪرڻ هو. جي 90s مرد ۾ راني جي يونيورسٽي جي Arthur McDonald کان شروع، هن جي ٽيم، جنهن Sudbury، مرد ۾ هڪ منهنجو ۾ پيروڪار آهي ٿياسون. لڳائڻ جي ڳري پاڻي جي ڌماڪيدار مادو، ڪئناڊا جي حڪومت جي طرفان هڪ قرض مهيا تي مشتمل آهي. ڳري پاڻي ناياب آهي، پر پاڻي جي قدرتي ايندڙ فارم، جنھن مان proton هجن ته هائيڊروجن ان کان مٿانهون isotope deuterium، جنهن هڪ proton ۽ هڪ نپوسيو هئا سان متبادل آهي. ڪينيڊين حڪومت ڳري پاڻي stockpiled، ن. نهال اهو هڪ ايٽمي reactor ۾ هڪ کوسو جي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي. neutrinos جي موڪليل ٽن قسمن protons ۽ neutrons، جي neutrons ۽ پوء جي پرواهه بڻجي کي deuterium ناس ٿي سگهي ٿو. انهيء جي مقدار ته چڱو جو سج ماڊلز جي اڳڪٿي - Detector جي باري ۾ ٽي ڀيرا تعداد Davis سان مقابلي ۾ داخل. هن مشورو ڏيندو آهي ته برقيو-neutrinos ان جي ٻين قسمن ۾ oscillate ڪري سگهو ٿا.

جاپاني آزمائش

هڪ ئي وقت چوڌاري، ٽوڪيو جي يونيورسٽي مان Takaaki Kadzita ٻئي قابل ذڪر آزمائش ڏنيون. هڪ detector جاپان ۾ shaft ۾ سوار اچڻ نه سج جي گهرو کان، ۽ اپر فضا کان neutrinos رڪارڊ. فضا سان cosmic ڪرڻن جي proton collisions ۾ muon neutrinos سميت ٻين اڏاريل، جي وسڻ جو ٺهيل آهن. جو منهنجو ۾ اهي muons ۾ هائيڊروجن nuclei کي تبديل ڪري رهيا آهن. Detector Kadzity اڏاريل ٻه طرفن ۾ اچڻ ڏسي سگهي. ڪجهه، مٿي تان ڪري پيو فضا کان آ، جڏهن ته ٻين جي تري مان هوا آهن. اڏاريل جي تعداد ۾ مختلف هو، ته ان جي مختلف نوعيت جي باري ۾ ڳالھايو - اھي ان oscillatory چڪر ۾ مختلف جون پوائينٽون تي هئا.

سائنس ۾ انقلاب

اهو سڀ ڌاريا ۽ رايو آهي، پر ڇو neutrino oscillations ۽ ڪاميٽي جو گهڻو ڌيان راغب؟ ان جو سبب اهو سادو آهي. پرائمري particle طبعيات جي معياري نمون آهي، جو سنڌ جي ويهون صديء جي آخري پنجاهه سالن کان مٿي اڀري، جنهن کي صحيح سریع ۽ ٻين تجربن ۾ ٻين سڀني مشاهدو بيان ۾، جي neutrinos massless ٿي ويا. neutrino ڪاميٽي جي دريافت ٿي سگهي ٿو ته ڪجهه غائب ٿي ويو آهي. معياري ماڊل مڪمل نه آهي. جزا موجود دريافت ٿيڻ مليل - جي وڏيون Hadron Collider يا ٻئي جي مدد سان، ڪنهن ڏکيائي جي مجازي مشين نه پيدا ڪري ڇڏيو آهي.