Взаємне перетворення різних видів нейтрино. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Взаємне перетворення різних видів нейтрино

08.10.2015

Загальновідома дуже слабка взаємодія нейтрино з речовиною. Вони можуть пройти крізь Землю чи Сонце, не потривоживши жодного атома. Більше того, вони можуть пройти через мільярди зірок. З одного боку це ускладнює їх реєстрацію та вимірювання характеристик, а з іншого робить джерелом найважливішої інформації про еволюцію Всесвіту та процеси, що відбуваються всередині зірок. Вчені також вважають, що нейтрино можуть відігравати ключову роль у поясненні асиметрії матерії та антиматерії у Всесвіті, що полягає в тому, що після Великого Вибуху не відбулося повної взаємної анігіляції матерії та антиматерії, а частина матерії все ж уціліла і сформувала наш Всесвіт.

Одна з проблем, пов'язаних із нейтрино, - це проблема їхньої маси. Довгий час передбачалося, що нейтрино немає маси. Саме так вони розглядалися у первісному варіанті Стандартної моделі. Вирішення цього питання важливе не тільки для розуміння фізики елементарних частинок. Нейтрино породжуються ядерними реакціями, що відбуваються у Всесвіті, і після фотонів це найпоширеніші у ньому частки. Їх кількість величезна. Кожну секунду через квадратний сантиметр проходять понад 60 мільярдів нейтрино. Так що навіть при дуже малій своїй масі загальна маса всіх нейтрино може бути дуже велика і може впливати на еволюцію Всесвіту. За сучасними оцінками маса всіх нейтрино приблизно дорівнює масі всіх видимих зірок у Всесвіті.

Ще одна проблема виникла щодо кількості електронних нейтрино, що приходять на Землю від Сонця. З 1970-х років експерименти реєстрували лише одну третину від передбаченої теорією їхньої кількості. Це назвали дефіцитом числа електронних нейтрино. Для пояснення явища було висунуто два десятки припущень, у тому числі перемогла гіпотеза про нейтринних осциляцій (коливань). У ній передбачалося, що електронні нейтрино на шляху від Сонця перетворювалися на інші типи нейтрино, які не реєструвалися в експериментах. Цікаво, що ідею осциляцій елементарних частинок висловив радянський академік Бруно Понтекорво ще 1957 року. Серйозно про осциляції нейтрино заговорили у другій половині 1990-х років.

В даний час відомо про три типи нейтрино, кожен з яких завжди народжується разом із відповідним лептоном - електроном, мюоном або тау-лептоном, за яким вони і отримали свої назви. Відповідно до гіпотези нейтринних осциляцій відбувається періодичний у часі та просторі процес перетворення нейтрино один на одного. Так що в пучку, що складається спочатку тільки з електронних нейтрино, з поширенням з'являється домішка мюонних і тау-нейтрино з одночасним зменшенням частки електронних.

Цікаво, що вирішення цієї проблеми виявилося пов'язаним із проблемою маси нейтрино. Справа в тому, що осциляції нейтрино можливі лише за наявності мас.

Причина цього за сучасними уявленнями в тому, що електронне, мюонне та тау-нейтрино є квантовою сумішшю трьох станів з різними масами, кожен з яких входить зі своєю часткою. Можна сказати, що електронне, мюонне та тау-нейтрино складаються з трьох хвиль, кожна з яких коливається зі своєю частотою та амплітудою. Тому, якщо в початковий момент часу сума цих хвиль виглядала як електронне нейтрино, то через деякий час ці хвилі складуться так, що з'являється домішка мюонного та тау-нейтрино, що і вимірюють експериментатори як дефіцит у числі електронних нейтрино.

Так що фізики вже давно вважають, що нейтрино мають масу, хоча вона поки що так і не виміряна безпосередньо. Була навіть здійснена відповідна невелика модифікація формул Стандартної моделі, яка не порушила її суті. Але експериментальні докази цього було отримано межі XX і XXI століть. Лауреати нобелівської премії 2015 року японець Такаакі Кадзіта та канадець Артур Макдональд якраз і були ключовими фігурами двох великих науково-дослідних груп, які досліджували нейтрино осциляції.

В 1998 були опубліковані результати японських учених з осциляції атмосферних нейтрино, що виникають при взаємодії космічних променів з ядрами атомів атмосферних газів, отримані в експерименті Супер-Каміоканде (Super-Kamiokande). Коли нейтрино стикається з молекулою води в баку детектора, народжується швидка, електрично заряджена частка. Вона породжує черенківське випромінювання, яке вимірюється світловими датчиками. Його форма та інтенсивність показують тип нейтрино і звідки воно прийшло. Мюони нейтрино, які прийшли зверху, були більш численними, ніж ті, які подорожували довшим шляхом через всю земну кулю. Це показує, що мюонні нейтрино у другому випадку перетворилися на інші типи нейтрино.

У 2001 році осциляції сонячних нейтрино були доведені в нейтринній обсерваторії в Садбері (SNO - Sudbury Neutrino Observatory). Там реакції між нейтрино і важкою водою в баку детектора дали можливість виміряти кількість як електронних нейтрино, так і всіх трьох типів нейтрино разом. Було виявлено, що електронних нейтрино менше, ніж очікувалося, в той час як загальна кількість усіх трьох типів нейтрино разом відповідала очікуванням. З цього випливало, що частина електронних нейтрино перетворилася на інші види нейтрино.

<< Назад: Мобільний принтер Brother PocketJet 7 09.10.2015

>> Вперед: Оптоволоконні рішення 40/100 Гбіт від Siemon 08.10.2015

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Петабітний магістральний маршрутизатор Huawei NetEngine 9000 23.04.2015

Huawei представила платформу магістрального маршрутизатора NetEngine 9000 (NE9000) на Міжнародному аналітичному саміті 2015 року, який пройшов у штаб-квартирі компанії в Шеньчжені. Петабітний магістральний маршрутизатор має найбільшу в галузі ємність, що відповідає вимогам операторів організації мереж центру обробки даних наступного покоління.

У зв'язку зі зростанням популярності відео надвисокого дозволу (UHD) та переходу до хмарних сервісів перед операторами постають нові завдання, пов'язані з магістральними мережами. Нові послуги, наприклад, відеосервіси FBB 4K/8K та MBB 2K, вимагають великої смуги пропускання у магістральних мережах та скорочення затримки. За існуючим прогнозом, до 2020 р. 70% послуг буде перенесено у хмарне середовище. В результаті центри обробки даних поступово стануть ядром мережі. Тому організація міжсистемної взаємодії з урахуванням ЦОД стане головною тенденцією будівництва магістральних мереж наступного покоління.

Відповідно до цих тенденцій Huawei представила найбільший у галузі петабітний магістральний маршрутизатор NE9000, що підтримує першу лінійну карту маршрутизаторів 2T та провідну технологію SDN/NFV, яка задовольняє вимогам мереж ЦОД наступного покоління. Максимальна ємність NE9000 – 8 Тбіт/с на слот. Місткість системи кластерів збільшується до 8 Пбіт/с, що означає швидкість завантаження до 12 відеороликів 000K в секунду. Лінійна карта 4T підтримує високу густину портів 2GE на швидкості провідної передачі.

Все це дозволить операторам спростити мережу та скоротити затримки, надавши кінцевому користувачеві найвищий рівень сервісу.

Завдяки комплекту програмованих мікросхем та операційній системі з розподілом еластичних ресурсів NE9000 повністю підтримує SDN/NFV та відповідні мережеві функції. Підтримка функцій мережі за рахунок використання віртуалізованих, автоматичних та інтелектуалізованих технологій дозволяє гнучко налаштовувати маршрутизацію мережі, швидко адаптуватися до змін магістрального трафіку центру обробки даних та оптимізувати використання мережевих ресурсів.

Рішення ефективно удосконалить процеси експлуатації, адміністрування та техобслуговування, дозволяючи організувати відкриту та ефективну інтелектуальну магістральну мережу ЦОД наступного покоління.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт