Site Rengi

BilgiliUsta.com | Aradığınız Her Bilginin Adresi.

Nötrino Nedir?

  • 19 Nisan 2021
  • Nötrino Nedir? için yorumlar kapalı
  • 174 kez görüntülendi.

Nötrinolar, radyoaktif elementlerin çürümesi neticeyi üretilen atom altı partiküllerdir ve elektrik yükü olmayan esas partiküllerdir veya F. Reines’in dediği gibi, “… bir insan tarafından hayal edilen en minik hakikatlik ölçüyü” dır. “Nötrino adı Enrico Fermi tarafından nötronun İtalyan adı olan nötron üzerinde kelime oyunu olarak yazılmıştır.” Tüm yüksek enerjili parçacıklardan sadece cılız etkileşimli nötrinolar, astronomik bilgiyi, […]

Nötrinolar, radyoaktif elementlerin çürümesi neticeyi üretilen atom altı partiküllerdir ve elektrik yükü olmayan esas partiküllerdir veya F. Reines’in dediği gibi, “… bir insan tarafından hayal edilen en minik hakikatlik ölçüyü” dır. “Nötrino adı Enrico Fermi tarafından nötronun İtalyan adı olan nötron üzerinde kelime oyunu olarak yazılmıştır.”
Tüm yüksek enerjili parçacıklardan sadece cılız etkileşimli nötrinolar, astronomik bilgiyi, safhanın kenarından, doğrudan, en felaketik yüksek enerjili süreçlerin derinliklerinden ve bildiğimiz kadarıyla üç farklı nötrino cinsi içerisinden, doğrudan iletebilir. Alttaki tabloda gösterildiği gibi yüklü bir partikül ile alakalı tip:Nötrino Nedir?

Nötrino bol ölçüde yüksek enerjili çarpışmalarda üretilir, esas olarak ışık süratinde seyahat eder ve manyetik alanlardan etkilenmez, nötrinolar astronomi için esas lüzumları karşılar. Onların eşsiz avantajları esas bir özellikten kaynaklanır: sadece tabiatın en cılız güçlerinden etkilenirler ancak yerçekimi için ve bu sebeple orijinleri ile aramızdaki kozmolojik mesafeleri dolaştıklarında esasen emilmezler.

Nereden Geliyor?

Bugün bildiklerimize göre, çevrede yüzen nötrinoların çoğu, safhanın doğumundan kısa bir zaman sonra, 15 milyar sene evvel doğdu. Bu zamandan beri, cihan devamlı genişledi ve soğudu ve nötrinolar devam etti. Teorik olarak şu anda o kadar çok nötrino vardır ki, sıcaklığı 1.9 derece kelvin -271.2 derece santigrat olan kozmik bir arka tasarı ışınımı oluştururlar. Değişik nötrinolar devamlı olarak nükleer santrallerden, parçacık süratlendiricilerden, nükleer bombalardan, genel atmosferik hadiselerden ve doğumlar, çarpışmalar ve yıldızların vefatları sırasında, özellikle süpernova patlamaları biçiminde üretilmektedir.

Nötrino, ilk olarak 1930 senesinin Aralık ayında Wolfgang Pauli tarafından beta bozunumlarının enerji spektrumunu, bir nötronun bir proton ve bir elektronun çürümesini açıklamak için önerildi. Pauli, tespit etilemeyen bir parçacığın, ilk ve son parçacıkların enerji ve açısal momentumları arasındaki kollanan farkı uzaklaştırdığını kuramını ortaya attı. Onların “hayalet” özelliklerinden dolayı, nötrinoların ilk deneysel tespiti, ilk konuşulduktan takribî 25 sene sonrasını beklemek zorunda kaldı. 1956’da Clyde Cowan, Frederick Reines, FB Harrison, HW Kruse ve AD McGuire, 1995 senesinde Nobel Mükâfatı ile mükâfatlandırılan bir netice olan Science’ta “Özgür Nötrino: Bir Onay” tespiti mevzulu bir yazı yayınladı. 1962’de Leon M. Lederman, Melvin Schwartz ve Jack Steinberger, evvel müon nötrino etkileşimlerini tespit ederek birden fazla nötrino cinsi olduğunu gösterdi. Üçüncü bir lepton cinsi olan tau, 1975’te Stanford Linear Accelerator’da keşfedildiğinde, bununla ilişkili bir nötrino olması beklenirdi. Bu üçüncü nötrino tipi için ilk ispat, taudaki yetersiz enerjinin ve momentumun Nötrino Nedir?gözleminden, ilk evvel nötrinoların keşfedilmesine yol açan beta bozunumuna eş biçimde ortaya çıkmıştır. Asıl tau nötrino etkileşimlerinin ilk tespiti 2000 yazında Fermilab’daki DONUT işbirliğiyle bülten edildi ve onu Standart Modelin doğrudan gözlemlenen en yeni parçacığı haline getirdi.

Neutrino Hadiseleri

Nötrino kütlelerinin başka bir deyişle, lezzet salınımının incelenmesi için pratik bir usul ilk olarak 1957’de Bruno Kantecorvo tarafından nötr kaon sistemiyle bir analoji kullanılarak önerildi; sonraki 10 sene süresince matematiksel formalizmi ve vakum salınımlarının çağdaş formülasyonunu geliştirdi. 1985’te Stanislav Mikheyev ve Alexei Smirnov 1978’de Lincoln Wolfenstein’ın çalışmasıyla genişledi, nötrinolar maddeyle dağıldıklarında lezzet salınımlarının değiştirilebileceğini belirtti. Bu güya MSW tesiri, Güneş tarafından dağılan ve dünyadaki dedektörlere giderken yoğun atmosferinden geçen nötrinoları kavramak için ehemmiyetlidir.

Yalnızca Geçiyoruz!

Nötrinoların maddeyle olan cılız etkileşimi, onları astronomik haberciler olarak eşsiz bir biçimde bedelli kılar. Fotonlardan veya yüklü parçacıklardan farklı olarak, nötrinolar kaynaklarının derinliklerinden ortaya çıkabilir ve müdahale etmeden âlemde gezebilir. Yıldızlararası manyetik alanlardan sapmazlar ve araya giren madde tarafından emilmezler. Bununla beraber, bu aynı özellik kozmik nötrinoların tespit edilmesini oldukça güçleştirmektedir; Orijinlerinin izini sürmek için onları yeterli rakamda bulmak için muazzam taşıtlar gerekir.

Nötrinolar nötr akım bir Z bozonunun metamorfozunu kapsayan veya yüklü akım bir W bozonun metamorfozunu kapsayan cılız etkileşimler yoluyla tepkimeye girebilir. Nötr akım etkileşiminde nötrino, enerjisini ve momentumunun bir kısmını gaye parçacıklara aktardıktan sonra dedektörü terk eder. Her üç nötrino aroması, nötrino enerjisine bakılmaksızın katılabilir. Ancak, hiçbir nötrino lezzet bilgisi geride vazgeçilmez.

Yüklü bir akım etkileşiminde, nötrino ortak leptonuna elektron, müon veya tau dönüşür. Bununla beraber, nötrino, daha ağır eşinin kütlesini oluşturmak için yeterli enerjiye sahip değilse, yüklü akım etkileşimi bunun için kullanılamaz. Güneş ve reaktör nötrinoları elektron oluşturmak için yeterli enerjiye sahiptir. Süratlendirici bazlı nötrino ışınlarının çoğu aynı zamanda müonlar yaratabilir ve birkaçı da taus oluşturabilir. Bu leptonlar arasında ayrım yapabilen bir dedektör, yüklü nötrinoların tadına yüklü bir akım etkileşimi gösterebilir. Etkileşim, yüklü bir bozonun metamorfozunu kapsadığından, gaye parçacık kişilik değiştirir misalin, nötrondan protona.
Hayaletler İçin Kelebek Ağları

İnanılmaz astrofizik sırlarının bir hayliyi, elektromanyetik spektrumun tüm dalga boylarında, madde ve bizim aramızdaki ışınımla madde emiliminden dolayı görüş alanımızı saklanabilir. Misalin, yıldızların ve galaksilerin merkez motorlarını oluşturan sıcak ve yoğun bölgeler fotonlara opaktır. Süpernova enkazları, gama ışını patlamaları ve tümü göbeklerinde kompakt nesneler veya kara delikler kapsayabilen faal galaksiler gibi değişik gidişatlarda, yüzey bölgelerinden çıkan yüksek enerjili fotonların kesin orijini meçhuldür. Bu sebeple, muhtelif gözlem pencerelerinden – ve özellikle de nötrinolarla doğrudan gözlemler yoluyla – elde edilen bilgiler ehemmiyetli olabilir. Güç nötrinoları gözlemlemek için geliştirilen usuller vardır:

1. Reines ve Cowan, suda bir kadmiyum klorür çözeltisi kapsayan iki gaye kullandılar. Kadmiyum gayelerinin yanına iki sintilasyon detektörü yerleştirildi. Antineutrino, sudaki protonlarla mevcut etkileşimleri yüklü pozitronlar ve nötronlar üretti. Elde edilen pozitron elektronlarla yok olma, takribî 0,5 MeV enerji ile fotonlar yarattı. Rastlada bulunan foton çiftleri, gayenin üzerindeki ve altındaki iki sintilasyon detektörüyle tespit edilebilir. Nötronlar kadmiyum çekirdeği tarafını tutuldu ve takribî 8 MeV’lik bir gama ışını elde edildi ve bunlar bir pozitron yok etme vakasından gelen fotonlardan sonra birkaç mikrosaniye olarak tespit edildi. Bugün, çok daha büyük KamLAND dedektörü, nötrino salınımını araştırmak için eş teknikleri ve 53 Japon nükleer santralini kullanıyor.

2. Klor dedektörleri, karbon tetraklorür ile doldurulmuş bir tanktan oluşur. Bir nötrino, yüklü bir akım etkileşimi ile bir klorin atomunu argondan birine dönüştürür. Akışkan periyodik olarak argonu çıkaracak olan helyum gazı ile arınılır. Argonun ufalaması için helyum daha sonra soğutulur. 520 ton ton 470 metrik ton akışkan kapsayan, Güney Dakota’nın Lead yakınlarındaki daha önceki Homestake Mine’deki bir klor dedektörü, güneşten gelen elektron nötrinolarının sarihinin ilk ölçümünü yaptı bkz. Güneş nötrino problemi. Eş bir detektör tasarımı, düşük enerji nötrinolarına duyarlı olan germanyum mutasyonuna galyum kullanır. Bu son usul, mevzubahisi tepkin sekansı galyum-germanyum-galyum sebebiyle “Alsace-Lorraine” tekniğinin ismidir. Bu kimyevi tespit usulleri yalnızca nötrinoları saymak için kullanışlıdır; nötrino istikameti veya enerji bilgisi yoktur.

Baykal Gölü’nde Kullanılan Dedektörler

3.”Ring-görüntüleme” dedektörleri, bir etraf içerisinde o civardaki ışık süratinden daha süratli hareket eden yüklü parçacıkların ürettiği Cherenkov ışığından faydalanır. Bu dedektörlerde, büyük hacimli şeffaf malzeme misalin su veya buz ışığa duyarlı foto-arttırıcı tüplerle çevrilidir. Yeterli enerjiyle üretilen yüklü bir lepton, fotomultiplier tüpler dizisinde karakteristik millete eşi bir etkinlik kalıbı vazgeçen Cherenkov ışığı yaratır. Bu patern, hadise nötrinoları hakkında istikamet bilgisi, enerji ve bazen lezzet bilgilerini çıkarmak için kullanılabilir.
-Bu tip su dolu iki dedektör Kamiokande ve IMB, nötrino patlamasını süpernova 1987a’dan kaydoldu. Bu cins en büyük dedektör, su dolu Süper Kamiokande’dir.
-IceCube ve AMANDA projesi su yerine buz kullanarak bu usulden çok daha büyük ölçekte yararlanıyor; Bunu basitleştirmek için, güney kutbundaki Antarktika’da, yeterince büyük bir buz parçası bulmak için tek yer inşa edilmiştir!
-Sudbury Neutrino Gözlemkonutu SNO ağır su kullanır. Olağan bir su detektöründe bulunan nötrino etkileşimlerine ek olarak, ağır sudaki döteryum bir nötrino ile dağılınabilir. Elde edilen hür nötron daha sonra tutulur ve tespit edilen bir gama ışını patlaması hür vazgeçilir. Her üç nötrino aroması, bu ayrışma tepkinine denk olarak katılır.
o MiniBooNE dedektörü, idrak etme civarı olarak saf mineral yağ kullanır. Mineral yağ natürel bir sintilatördür, bu sebeple Cherenkov ışığı üretmek için yeterli enerjiye sahip olmayan yüklü parçacıklar hala ışıldama ışığı üretebilir. Bu, suda görünmeyen düşük enerjili müonlarla protonların tespit edilmesini sağlar.

4.MINOS dedektörleri gibi izleme kalorimetreleri, seçenek emici madde ve detektör malzemesi düzlemlerini kullanır. Emici düzlemler detektör kütlesi Nötrino Nedir?sağlarken detektör düzlemleri izleme bilgisi sağlar. Çelik, oranla yoğun ve ucuz olan ve mıknatıslanabilme avantajına sahip popüler bir emici tercihtir.

5.Nova teklifi, büyük ölçüde daha az yoğun kütlenin elde edilmesinin ucuz bir yolu olarak sunta levhanın kullanılmasını önermektedir. Faal detektör, genellikle muhtelif iyonizasyon odaları da kullanılmış olmasına karşın, fotomultiplier tüplerle okunan, genellikle akışkan veya plastik sintilatördür. Kalorimetreleri izlemek yalnızca yüksek enerjili GeV aralığı nötrinolar için kullanışlıdır. Bu enerjilerde, nötr akım etkileşimleri, bir hadronic enkazı duşu olarak görünür ve yüklü akım etkileşimleri, yüklü leptonun izinin varlığı ile tanımlanır muhtemelen bir ölçü hadronik enkaz şeklinin yanındadır. izlemek ve bulmak basittir. Bu müon pistinin uzunluğu ve manyetik alandaki çarpıklığı enerji ve yük sağlar. Detektördeki bir elektron, şayet faal dedektörün tanecikliliği, duşun fiziksel ebadına göre ufaksa, hadronik duşlardan ayırt edilebilen bir elektromanyetik duş üretir. Tau leptonları esasen piyonlara veya yüklü bir leptona hemen çürürler ve doğrudan bu cins dedektörlerde kollanamazlar. Doğrudan tausu gözlemlemek için tipik olarak fotografik emülsiyondaki izlerde bükülme görülür.

6.Çoğu nötrino deneyi, dünya yüzeyini bombalayan kozmik ışınların akışını ele almalıdır. Düşük enerji deneyleri için kozmik ışınlar doğrudan mesele değildir. Bunun yerine, kozmik ışınların ürettiği spallasyon nötronları ve radyoizotoplar, istenen fizik sinyallerini taklit edebilir. Bu deneyler için çözüm, dedektörü yeraltındaki derinliklere yerleştirerek yukarıyadaki toprak kozmik ışın süratini tolere edilebilir seviyelere indirebilir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ