Есть конспект?
Пришлите нам!

Как изучить не изучая?.. физики считают субатомные частицы, выпущенные солнцем, производя опыты на циклотроне в подземной лаборатории.


Солнце не только излучает свет по всему окружающему пространству, но также испускает миллионы крошечных невидимых частиц, называемых нейтрино. Команда физиков Texas A&M University сообщила в журнале “Физическое Обозрение” один из наиболее точных результатов числа солнечного нейтрино, оценку которого они получили, работая с циклотроном.

Главная загадка солнечного нейтрино состояла в том, что их измеренное число всегда было более низко, чем прогнозируемое. Хотя главное объяснение этому было после получено, (когда стали считать, что нейтрино имеет массу, которая изначально не была предсказана в теории), детали о том, как они производятся на Солнце, все еще должны получить объяснение.

Ученые исследовали в течение приблизительно шести лет, как нейтрино воспроизводится на Солнце. Текущие модели предсказывают, что нейтрино образуются на Солнце через различные ядерные реакции. После изучения в лаборатории реакции, называемой "протонная реакция захвата", по средством которой образуется большинство солнечного нейтрино, измерялся связанный процесс, называемый "протонопередающая реакция". В лаборатории, ученые использовали устройство, называемое Momentum Achromat Recoil Spectrometer (MARS), луч которого несет элемент бериллия с семью ядрами по циклотрону и бомбардирует цель – азот с 14 ядрами. После столкновения, протон сбегает от азота и связывается с семиядерным бериллием, образуя новый элемент – бор с 8 ядрами. На Солнце, когда протон и семиядерный бериллий сталкиваются, они могут делать бор с 8 ядрами, который в свою очередь распадается на бериллий с 8 ядрами и нейтрино.

Хотя протонная реакция захвата - преобладающий источник солнечного нейтрино, это главным образом происходит только при самых высоких температурах внутри Солнца. Поэтому получение аналогичной реакции выхода нейтрино в искусственных лабораторных условиях несравнимо по объему с солнечным воспроизводством.

Поскольку вероятность реакции захвата весьма маленькая, для ее наблюдения нужно большое число радиоактивных ядер и протонов, чтобы, сталкивая их между собой, можно было воссоздать реакцию и затем за короткое время, пока распадается восьмиядерный бор ловить нейтрино. Чтобы определять вероятность создания бора и в свою очередь число нейтрино, произведенного на Солнце, физики определяют вероятность реакции между протоном и семиядерным бериллием как функцию расстояния между ними. Эта вероятность зависит от распределения протонов внутри восьмиядерного бора, которая высока при маленьких расстояниях и уменьшается с их увеличением.

График распределения имеет форму холма, с вершиной на маленьких расстояниях и склонах на больших. Предыдущие эксперименты изучали распределение на маленьких расстояниях, сосредотачиваясь на большой части холма. Вместо этого ученые заинтересовались большими расстояниями, используя реакцию передачи протонов, чтобы сосредоточиться на склоне и основании холма.

Тем самым новый подход предлагает независимое понимание оценки ожидаемого числа солнечного нейтрино. Ученые Texas A&M University определили ожидаемое число с вероятность в 89.5%.

По новой оценке количество протонов восьмиядерного бора производится Солнцем меньше, что, в свою очередь, уменьшает число солнечного нейтрино на 20%, в сравнении с предыдущими вычислениями.

Эти новые оценки числа солнечного нейтрино должны позволить ученым улучшать текущую модель, описывающую, как Солнце производит нейтрино, и, в конечном счете, определить массу нейтрино с лучшей точностью.

Информация для контакта: Карл Гаглиарди, 979-845-1411 или gagliardi@physics.tamu.edu


Dr.BoT© Konspektiruem.ru