Takaaki Kajita i Arthur B. McDonald zdobyli tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie oscylacji neutrin, co dowodzi, że te cząstki elementarne mają masę. Jest ona minimalna, lecz niezerowa.
Neutrina to cząstki elementarne, które są niemal nie do powstrzymania – potrafią przenikać przez nasze ciała, ziemię, skały, wodę. Są obojętne elektrycznie i słabo oddziałują z materią, dlatego ich badanie jest niezwykle trudne.
- W każdej sekundzie przez nasze ciała przelatuje 50 bilionów neutrin - mówi Tomasz Rożek, fizyk. - Dla nich materia jest zupełnie przezroczysta. Rzadko zdarza się, że neutrino zderzy się z jądrem atomowym i wtedy następuje błysk. Tych błysków właśnie się szuka - dodaje.
Detektory do badania neutrin
Aby je znaleźć, konieczne są skomplikowane urządzenia, na przykład takie, jak japoński detektor Super–Kamiokande ulokowany w kopalni niedaleko miejscowości Kamioka w Japonii.
Właśnie dzięki temu detektorowi naukowcy zauważyli, że ze Słońca nie dolatuje do Ziemi tyle neutrin, ile wynikałoby z teoretycznych założeń – brakuje aż dwóch trzecich. Zjawisko udało się wyjaśnić dopiero na przełomie tysiącleci. Najpierw, w 1998 r., Takaaki Kajita wykazał, że powstające w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego neutrina zmieniają "tożsamość", zanim trafią do Super–Kamiokande. Było to tak zwane zjawisko oscylacji.
Zmiana tożsamości neutrin
Tymczasem grupa badawcza z Kanady, kierowana przez Arthura B. McDonalda, pracująca w kanadyjskim Sudbury Neutrino Observatory wykazała, że neutrina (konkretnie neutrina elektronowe) powstające na Słońcu nie zanikają w drodze na Ziemię. Także i one zmieniały tożsamość w drodze ze Słońca na naszą planetę.
Dla McDonalda obserwacja, że neutrina podróżujące ze Słońca w stronę Ziemi zmieniają swoją "tożsamość", to był moment olśnienia. Podkreślił, że może do porównać z okrzykiem Archimedesa: "Eureka!".
- Neutrina występują w trzech rodzajach. Jeden rodzaj może zamienić się w drugi, potem w trzeci - wyjaśnia fizyk. - W świecie makroskopowym można to wyjaśnić za pomocą owoców. Wisi jabłko na drzewie, lecąc w dół zamienia się w śliwkę, ale jak spadnie na trawę to będzie już gruszką. Neutrina takie są. Są po prostu abstrakcyjne - objaśnia.
Przenikają przez materię
Neutrina, gdy przechodzą przez materię, nie zwalniają.
- To tak jak szyba dla światła - objaśnia naukowiec. - Neutrina nie zwalniają w momencie przechodzenia przez ciała - dodaje.
Aby neutrino zostało zatrzymane, to trzeba wybudować blok z ołowiu o grubości jednego roku świetlnego.
Istotne dla nauki odkrycie
Odkrycie zjawiska oscylacji neutrin dowiodło, że te cząstki - przez dziesięciolecia uważane za pozbawione masy - jednak ją mają (choć to bardzo mała masa). Oznacza to, że dotychczasowy Model Standardowy, wyjaśniający wzajemne oddziaływania cząstek tworzących Wszechświat, trzeba zmodyfikować. Odkrycia dotyczące neutrin mogą zmienić nasze poglądy na przeszłość, strukturę i przyszłość Wszechświata.
Autor: mab/rp / Źródło: TVN24, PAP