როგორ გითხრათ განსხვავება ელექტრონის ნეიტრინოში, ტაუს ნეიტრინოში და მუონის ნეიტრინოში, როდესაც ყველა ნეიტრინოს აქვს 0 მუხტი და 0 მასა?


პასუხი 1:

მე მყავდა ლექტორი, რომელიც ვმუშაობდი SNO- ში (Sudbury Neutrino ობსერვატორია), გუნდი, რომელმაც შარშან ნობელის პრემია მიიღო - იაპონურ სუპერ კამიოკანდე დეტექტორთან ერთად, ასე რომ, ცოტათი ვიცი ამის შესახებ.

ნეიტრინოს სხვადასხვა ტიპს აქვს ოდნავ განსხვავებული შეჯახების შედეგი. ჩვენ ასევე ვიყენებთ "ლეპტონის გემოვნების შენარჩუნებას" - ელექტრონულ ნეიტრინოს მხოლოდ ელექტრონული ოჯახის სხვა წევრის წარმოება შეუძლია, შემდეგ კი მხოლოდ ნამდვილი / ანტი წყვილები სხვა ოჯახებისგან.

მაგალითად, გაითვალისწინეთ მუხტის მიმდინარე რეაქცია - ელექტრონული ნეიტრინო ქმნის ელექტრონს, მიონეტრინო მუონს და ა.შ.

ეს ნიშნავს, რომ მხოლოდ ელექტრონულ ნეიტრინოებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება დატვირთულ დენთან, რადგან მზის ნეიტრინოებს აქვთ ენერგია, რომელიც ნაკლებია მუონების ან ტაიონების ნარჩენებისგან. ასე რომ, თუ დადასტურებულ ელექტროენერგიასთან ურთიერთქმედების მტკიცებულებებს ხედავთ, იცით, რომ ეს ელექტრონული ნეიტრინო უნდა იყოს, რადგან სანამ სხვები შეძლებენ ამ პროცესის გავლა, მზის ნეიტრინებს არ აქვთ საკმარისი ენერგია ამის გასაკეთებლად!

ასე რომ, ეს უპირატესობას ანიჭებს ოჯახებს შორის განსხვავებებს და არა თავად ნეიტრინოებს.

არსებობს რამდენიმე სხვა მეთოდიც - მახსოვს დიაგრამა, რომელსაც აქვს სხვადასხვა ელასტიური შეჯახების ნიმუში, ასე რომ, წარმოვიდგენდი, რომ რაღაცებისთვის ოდნავ განსხვავებული შეჯახების ჯვარია - მაგრამ ზოგად სურათს იღებ.

ვეთანხმები, რომ ეს რთული გამოსაყენებელია ნეიტრინოების გარდა - და ამიტომ მათ უნდა ააწყონ მასიური დეტექტორები, რომ ამის გაკეთების რაიმე იმედი ჰქონდეთ! არ მიკვირს, რომ თქვენი ფიზიკის მასწავლებელმა არ იცის - ეს საკმაოდ სპეციალიზებული ცოდნაა.


პასუხი 2:

მაღალი ენერგეტიკული ნეიტრინოების დეტექტორებში ორი ძირითადი ტიპის მოვლენაა (მაგალითად, IceCube, Antares და ა.შ.).

ნეიტრალური მიმდინარე მოვლენები ხდება მაშინ, როდესაც ინციდენტი ნეიტრინო დარტყმის ბირთვს და ადიდებს მას. Pions საბოლოოდ იწარმოება და მათი ამოწურვის შემდეგ ბევრს მიიღებთ, როდესაც შუქი მცირე მანძილით არის მიმოფანტული. დეტექტორი ამას ხედავს დაახლოებით სფერულ მოვლენად. ამ მოვლენის ტოპოლოგია ძირითადად იდენტურია არომატებს შორის, ასე რომ თქვენ ნამდვილად ვერ იტყვით მას.

მოვლენები, რომლებშიც ნეიტრინო თავის პარტნიორ ლეპტონად გარდაიქმნება, ჯერ კიდევ აქვს პირველადი ზემოქმედება ბირთვზე მსგავსი სფერული მოვლენის ტოპოლოგიით, მაგრამ რადგან გამავალი ლეპტონი ბრალირებულია, ჩერენკოვის გამოსხივება მიიღება თავის გზაზე.

ელექტრონები სტაბილურია, მაგრამ რადგან ისინი ყველაზე მსუბუქი ლეპტონები არიან, ისინი სწრაფად კარგავენ მთელ ენერგიას (იფიქრეთ მოტოციკლზე, რომელიც ქვიშის გავლით მოძრაობს). ელექტრონები მთელი ენერგია აყენებენ დეტექტორში, ასე რომ თქვენ მიიღებთ ენერგიის დიდ გაზომვას. ამასთან, რადგან არჩევანი მოიცავს მანძილს, რომელიც ნაკლებია შუქის დეტექტორებს შორის მანძილისგან, თქვენ მიიღებთ საშინელი მიმართულების გაზომვებს.

Muons საკმარისად მძიმეა მასალის გასაფართოებლად, მაგრამ ბოლო ხანს გაგრძელდება სანამ არ გაანადგურებენ. ისინი დიდ ბილიკს ტოვებენ, სანამ დეტექტორი დატოვებენ. როგორც წესი, გაფუჭება და საწყისი წარმოება არ შეინიშნება. Muons იძლევა კარგ მიმართულებას, მაგრამ ცუდი ენერგიის გაზომვები იმის გამო, რომ თქვენ არ იცით რამდენი ენერგია იყო შენახული დეტექტორში შესვლამდე ან რამდენი გადაადგილდა დეტექტორის დატოვების შემდეგ.

Dew- სთვის თქვენ პირველი გავლენა გაქვთ უჯრედის ბირთვზე, მოკლე კვალია dew- ს გაფუჭებამდე, შემდეგ კი დაშლა. თუ გაგიმართლათ ასეთი მოვლენის ხელში ჩაგდება, მას "ორმაგი ზარი" ეწოდება. იმედი გვაქვს, რომ ეს მოვლენები ელექტრონებს უკეთეს მიმართულებას მისცემს და ენერგიის უკეთეს საზომებს, ვიდრე მუჰონებს. თუმცა, ისინი ნაკლებად ხშირია და უფრო რთულია მათი მოძებნა.

ეს არის "დატვირთული მიმდინარე" მოვლენები და შეიქმნა სხვადასხვა ღონისძიების ტოპოლოგია. უნდა აღინიშნოს, რომ ნეიტრინოების დეტექტორები ვერ ახდენენ ერთმანეთისაგან განასხვავებენ ნეიტრინოებსა და ანტინეტრონოებს.


პასუხი 3:

მაღალი ენერგეტიკული ნეიტრინოების დეტექტორებში ორი ძირითადი ტიპის მოვლენაა (მაგალითად, IceCube, Antares და ა.შ.).

ნეიტრალური მიმდინარე მოვლენები ხდება მაშინ, როდესაც ინციდენტი ნეიტრინო დარტყმის ბირთვს და ადიდებს მას. Pions საბოლოოდ იწარმოება და მათი ამოწურვის შემდეგ ბევრს მიიღებთ, როდესაც შუქი მცირე მანძილით არის მიმოფანტული. დეტექტორი ამას ხედავს დაახლოებით სფერულ მოვლენად. ამ მოვლენის ტოპოლოგია ძირითადად იდენტურია არომატებს შორის, ასე რომ თქვენ ნამდვილად ვერ იტყვით მას.

მოვლენები, რომლებშიც ნეიტრინო თავის პარტნიორ ლეპტონად გარდაიქმნება, ჯერ კიდევ აქვს პირველადი ზემოქმედება ბირთვზე მსგავსი სფერული მოვლენის ტოპოლოგიით, მაგრამ რადგან გამავალი ლეპტონი ბრალირებულია, ჩერენკოვის გამოსხივება მიიღება თავის გზაზე.

ელექტრონები სტაბილურია, მაგრამ რადგან ისინი ყველაზე მსუბუქი ლეპტონები არიან, ისინი სწრაფად კარგავენ მთელ ენერგიას (იფიქრეთ მოტოციკლზე, რომელიც ქვიშის გავლით მოძრაობს). ელექტრონები მთელი ენერგია აყენებენ დეტექტორში, ასე რომ თქვენ მიიღებთ ენერგიის დიდ გაზომვას. ამასთან, რადგან არჩევანი მოიცავს მანძილს, რომელიც ნაკლებია შუქის დეტექტორებს შორის მანძილისგან, თქვენ მიიღებთ საშინელი მიმართულების გაზომვებს.

Muons საკმარისად მძიმეა მასალის გასაფართოებლად, მაგრამ ბოლო ხანს გაგრძელდება სანამ არ გაანადგურებენ. ისინი დიდ ბილიკს ტოვებენ, სანამ დეტექტორი დატოვებენ. როგორც წესი, გაფუჭება და საწყისი წარმოება არ შეინიშნება. Muons იძლევა კარგ მიმართულებას, მაგრამ ცუდი ენერგიის გაზომვები იმის გამო, რომ თქვენ არ იცით რამდენი ენერგია იყო შენახული დეტექტორში შესვლამდე ან რამდენი გადაადგილდა დეტექტორის დატოვების შემდეგ.

Dew- სთვის თქვენ პირველი გავლენა გაქვთ უჯრედის ბირთვზე, მოკლე კვალია dew- ს გაფუჭებამდე, შემდეგ კი დაშლა. თუ გაგიმართლათ ასეთი მოვლენის ხელში ჩაგდება, მას "ორმაგი ზარი" ეწოდება. იმედი გვაქვს, რომ ეს მოვლენები ელექტრონებს უკეთეს მიმართულებას მისცემს და ენერგიის უკეთეს საზომებს, ვიდრე მუჰონებს. თუმცა, ისინი ნაკლებად ხშირია და უფრო რთულია მათი მოძებნა.

ეს არის "დატვირთული მიმდინარე" მოვლენები და შეიქმნა სხვადასხვა ღონისძიების ტოპოლოგია. უნდა აღინიშნოს, რომ ნეიტრინოების დეტექტორები ვერ ახდენენ ერთმანეთისაგან განასხვავებენ ნეიტრინოებსა და ანტინეტრონოებს.