Նեյտրինային տատանումներ

Նեյտրինային տատանումներ, քվանտամեխանիկական երևույթ, որոշակի լեպտոնային բույրով (էլեկտրոնային, մյուոնային կամ տաու) նեյտրինոյի փոխակերպումը մեկ այլ բույրով նեյտրինոյի։ Նեյտրինոյի որոշակի բույրը չափելու հավանականությունը պարբերաբար փոփոխվում է տիեզերքում նրա ճամփորդելու ընթացքում^[1]։

Առաջին անգամ կանխատեսել է Բրունո Պոնտեկորվոն 1957 թվականին^[2], նկատվել է բազմազան փորձերի ընթացքում։ Տևականորեն հայտնի արեգակնային նեյտրինոյի խնդիրը պայմանավորված է նեյտրինային տատանումներով։

Նեյտրինային տատանումները տեսական և փորձարարական մեծ նշանակություն ունեցող խնդիր դարձավ այն պահից ի վեր, երբ երևույթի դիտարկումները ցույց տվեցին, որ նեյտրինոն կարող է ոչ զրոյական զանգված ունենալ, ինչը նախատեսված չէր տարրական մասնիկների ֆիզիկայի սկզբնական ստանդարտ մոդելով^[1]։ Նեյտրինային տատանումների, ուստիև նեյտրինոյի զանգվածը հաստատող ապացույցի հայտնագործության շնորհիվ Տակաակի Կաձիտան (Սուպեր-Կամիոկանդեի աստղադիտարան) և Արթուր Մաքդոնալդը (Սուդբյուրիի նեյտրինային աստղադիտարան) 2015 թվականին արժանացան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի^[3]։

Դիտումներ խմբագրել

Նեյտրինային տատանումների բազմաթիվ վկայությունները ստացվել են տարբեր աղբյուրներից, որոնք ընդգրկում են նեյտրինոյի էներգիական լայն տիրույթ են տարբեր դետեկտորային տեխնոլոգիաներ^[4]։ 2015 թվականի ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը շնորհվեց Տակաակի Կաձիտային և Արթուր Մակդոնալդին ավելի վաղ կատարված նորարարական դիտումների համար։

Արեգակնային նեյտրինային տատանումներ խմբագրել

Նեյտրինային տատանումների էֆեկտները փորձով առաջին անգամ նկատել է Ռայմոնդ Դեյվիսը 1960-ականների վերջին (Հոմսթեյքի փորձ)։ Այդ փորձում նկատվեց արեգակնային նեյտրինոների պակասորդ ստանդարտ արեգակնային մոդելով կանխատեսված թվից^[5]։ Սրանով սկզբնավորվեց Արեգակնային նեյտրինոյի խնդիրը։ Հետագայում պակասորդը հաստատվեց բազմաթիվ ռադիոքիմիական և չերենկովյան դետեկտորներով, սակայն նեյտրինային տատանումները չէր համարվում դրա պատճառ մինչև Սադբերիի նեյտրինային աստղադիտարանում 2001 թվականին ստացվեցին նեյտրինոյի բուրմունքի փոփոխության հստակ վկայություններ^[6]։

Արեգակնային նեյտրինոների էներգիան 20 ՄէՎ-ից ցածր է, մոտավորապես 1 ա.մ. ճանապարհ են անցնում Արեգակից մինչև դետեկտոր։ 5 ՄէՎ-ից բարձր էներգիայով արեգակնային նեյտրինային ճառագայթումը տեղի է ունենում Արեգակի ներսում Միխեև–Սմիռնով–Վոլֆենշտայնի էֆեկտի միջոցով^[1]։

Մթնոլորտային նեյտրինային տատանումներ խմբագրել

Մթնոլորտային նեյտրինոների բույրի՝ մյուոնայինի և էլեկտրոնայինի հարաբերության պակասորդ է նկատվել Իրվին-Միչիգան-Բրուքհևնի (IMB), MACRO և Կամիոկանդե II-ի դետեկտորներով։ Սուպեր Կամիոկանդեի փորձը նեյտրինային տատանումների խիստ ճշգրիտ չափումներ է ապահովել մի քանի ՄէՎ-ից մինչև մի քանի էներգիաների ՏէՎ տիրույթում։ Մթնոլորտային նեյտրինային տատանումների առաջին փորձնական վկայության մասին հայտարարվեց 1998 թվականին^[7]։

Ռեակտորային նեյտրինային տատանումներ խմբագրել

Էլեկտրոնային հակա-նեյտրինային տատանումների փորձնական որոնումներ են արվել միջուկային ռեակտորներում։ 2002 թվականին սկսված KamLAND փորձում մեծ ճշտությամբ դիտարկվեցին ռեակտորային նեյտրինային տատանումներ։ Միջուկային ռեակտորներում առաջացած նեյտրինոների էներգիան մոտ է արեգակնային նեյտրինոների էներգիաներին՝ մոտ մի քանի ՄէՎ։

Փնջային նեյտրինային տատանումներ խմբագրել

Արագացուցիչներում առաջացած նեյտրինային փնջերը ուսումնասիրվող նեյտրինոների վերահսկման մեծ հնարավորություն են տալիս։ MINOS, K2K և Super-K փորձերով իրարից անկախ հաստատվել է, որ մյուոնային նեյտրինոն անհետանում է մի քանի հարյուր կմ բազիսային գծով հեռավորություններում^[1]։

LSND փորձի տվյալները հակասում են այլ փորձերով ստացված տվյալներին։ 2007 թվականի գարնանը MiniBooNE փորձով ստացված արդյունքները ժխտում են LSND-ի արդյուքները, չնայած դրանք կարող են օժանդակել չորրորդ տիպի նեյտրինոյի գոյության վարկածը (ստերիլ նեյտրինո)^[1]։

Ծանոթագրություններ խմբագրել

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Barger, Vernon; Marfatia, Danny; Whisnant, Kerry Lewis (2012). The Physics of Neutrinos. Princeton University Press. ISBN 0-691-12853-7.
↑ B. Pontecorvo (1957). «Mesonium and anti-mesonium». Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33: 549–551., թարգմանաբար վերաատպվել է Sov. Phys. JETP. 6: 429. 1957. {{cite journal}}: Missing or empty |title= (օգնություն) և B. Pontecorvo (1967). «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge». Zh. Eksp. Teor. Fiz. 53: 1717. ամսագրերում, այնուհետև՝ Pontecorvo, B. (1968). «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge». Sov. Phys. JETP. 26: 984. Bibcode:1968JETP...26..984P.
↑ Webb, Jonathan (2015 թ․ հոկտեմբերի 6). «Neutrino 'flip' wins physics Nobel Prize». BBC News. Վերցված է 2015 թ․ հոկտեմբերի 6-ին.
↑ M. C. Gonzalez-Garcia and Michele Maltoni (2008). «Phenomenology with Massive Neutrinos». Physics Reports. 460: 1–129. arXiv:0704.1800. Bibcode:2008PhR...460....1G. doi:10.1016/j.physrep.2007.12.004.
↑ Davis, Raymond; Harmer, Don S.; Hoffman, Kenneth C. (1968). «Search for Neutrinos from the Sun». Physical Review Letters. 20 (21): 1205–1209. Bibcode:1968PhRvL..20.1205D. doi:10.1103/PhysRevLett.20.1205. ISSN 0031-9007.
↑ Q. Ahmad (SNO Collaboration), Q.; և այլք: (2001). «Measurement of the Rate of ν_e + d → p + p + e<sup− Interactions Produced by ⁸B Solar Neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory». Physical Review Letters. 87 (7). arXiv:nucl-ex/0106015. Bibcode:2001PhRvL..87g1301A. doi:10.1103/PhysRevLett.87.071301. ISSN 0031-9007. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (օգնություն)
↑ Y. Fukudae (Super-Kamiokande Collaboration); և այլք: (1998). «Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos». Physical Review Letters. 81 (8): 1562–1567. arXiv:hep-ex/9807003. Bibcode:1998PhRvL..81.1562F. doi:10.1103/PhysRevLett.81.1562. ISSN 0031-9007. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (օգնություն)

[BargerMarfatia2012-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Barger, Vernon; Marfatia, Danny; Whisnant, Kerry Lewis (2012). The Physics of Neutrinos. Princeton University Press. ISBN 0-691-12853-7.

[Pontecorvo1957-2] B. Pontecorvo (1957). «Mesonium and anti-mesonium». Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33: 549–551., թարգմանաբար վերաատպվել է Sov. Phys. JETP. 6: 429. 1957. {{cite journal}}: Missing or empty |title= (օգնություն) և B. Pontecorvo (1967). «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge». Zh. Eksp. Teor. Fiz. 53: 1717. ամսագրերում, այնուհետև՝ Pontecorvo, B. (1968). «Neutrino Experiments and the Problem of Conservation of Leptonic Charge». Sov. Phys. JETP. 26: 984. Bibcode:1968JETP...26..984P.

[Nobel-3] Webb, Jonathan (2015 թ․ հոկտեմբերի 6). «Neutrino 'flip' wins physics Nobel Prize». BBC News. Վերցված է 2015 թ․ հոկտեմբերի 6-ին.

[G-M_Review-4] M. C. Gonzalez-Garcia and Michele Maltoni (2008). «Phenomenology with Massive Neutrinos». Physics Reports. 460: 1–129. arXiv:0704.1800. Bibcode:2008PhR...460....1G. doi:10.1016/j.physrep.2007.12.004.

[DavisHarmer1968-5] Davis, Raymond; Harmer, Don S.; Hoffman, Kenneth C. (1968). «Search for Neutrinos from the Sun». Physical Review Letters. 20 (21): 1205–1209. Bibcode:1968PhRvL..20.1205D. doi:10.1103/PhysRevLett.20.1205. ISSN 0031-9007.

[AhmadAllen2001-6] Q. Ahmad (SNO Collaboration), Q.; և այլք: (2001). «Measurement of the Rate of ν_e + d → p + p + e<sup− Interactions Produced by ⁸B Solar Neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory». Physical Review Letters. 87 (7). arXiv:nucl-ex/0106015. Bibcode:2001PhRvL..87g1301A. doi:10.1103/PhysRevLett.87.071301. ISSN 0031-9007. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (օգնություն)

[FukudaHayakawa1998-7] Y. Fukudae (Super-Kamiokande Collaboration); և այլք: (1998). «Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos». Physical Review Letters. 81 (8): 1562–1567. arXiv:hep-ex/9807003. Bibcode:1998PhRvL..81.1562F. doi:10.1103/PhysRevLett.81.1562. ISSN 0031-9007. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (օգնություն)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]