Нейтрино

и всё связанное
 
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Возможно, одна из самых загадочных частиц. Мало того, что сначала придумали "из головы", не то что никогда еще видев, но даже не рассчитывая увидеть в будущем - только чтобы спасти закон сохранения энергии. Обладает кучей нетипичных свойств, почти не взаимодействует с веществом - самая проникающая из известных. И свойств этих становится всё больше. За пару десятилетий очень много нового - почти целая маленькая революция.

Нейтрино не так давно считалось безмассовой частицей, движущейся строго со скоростью света - т.е. практически как фотон.
Сейчас пришли к выводу, что масса покоя нейтрино очень мала, но всё же не ноль, поэтому они должны всё же двигаться медленнее света. Как именно - вопрос. Мелькнувшие было сообщения о сверхсветовых нейтрино оказались ошибкой эксперимента.
Открыты три типа ("поколения") нейтрино - электронное, мюонное и тау-нейтрино (каждое имеет антинейтрино). По современным представлениям, они могут "превращаться друг в друга на лету" - т.н. осцилляции нейтрино.

Нейтрино — Википедия

Нейтри́но (итал. neutrino — нейтрончик, уменьшительное от neutrone — нейтрон) — нейтральная фундаментальная частица с полуцелым спином, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящаяся к классу лептонов. Нейтрино малой энергии чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: так, нейтрино с энергией порядка 3—10 МэВ имеют в воде длину свободного пробега порядка 1018 м (около 100 св. лет). Каждую секунду через площадку на Земле площадью в 1 см² проходит около 6 × 1010 нейтрино, испущенных Солнцем, однако их влияние на вещество практически никак не ощущается. //  Дальше — ru.wikipedia.org
 

Осцилляции нейтрино:

Нейтринные осцилляции — Википедия

Нейтри́нные осцилля́ции — превращения нейтрино (электронного, мюонного или таонного) в нейтрино другого сорта (поколения), или же в антинейтрино. Теория предсказывает наличие закона периодического изменения вероятности обнаружения частицы определённого сорта в зависимости от прошедшего с момента создания частицы собственного времени. Идея нейтринных осцилляций была впервые выдвинута советско-итальянским физиком Б. М. Понтекорво в 1957 году. Такааки Кадзита и Артур Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года за экспериментальное подтверждение нейтринных осцилляций. //  Дальше — ru.wikipedia.org
 

Обнаружение нового типа осцилляций нейтрино

Юрий Куденко, ИЯИ РАН «Троицкий вариант» №13(82), 5 июля 2011 года • Библиотека научно-популярных статей на «Элементах» • Физика //  elementy.ru
 

Осцилляции нейтрино

    Начало XXI века стало временем сенсационных открытий в области физики нейтрино. Полученные к настоящему времени результаты инициируют дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования свойств нейтрино в двух главных направлениях:     Данная статья посвящена изложению основных результатов, достигнутых на этом втором направлении исследований.     Нейтрино относятся к фундаментальным фермионам (см. таблицу) Все указанные в таблице частицы имеют спин J/ћ. Двенадцати фундаментальным фермионам соответствует 12 фундаментальных антифермионов. //  Дальше — nuclphys.sinp.msu.ru
 

Эффект Михеева-Смирнова-Вольфенштейна - тонкий эффект, связанный с осцилляциями нейтрино при прохождении через вещество с переменной плотностью, предсказан в 1985. В т.ч. объясняет несовпадение ожидаемого потока солнечных нейтрино с наблюдаемым. Обнаружен в эксперименте значительно позднее, открытие в принципе нобелевского уровня. Михеева упоминали.

Эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна — Википедия

Эффе́кт Михе́ева — Смирно́ва — Вольфенште́йна (эффект МСВ, резонансная конверсия нейтрино) — переход нейтрино одного сорта (поколения) в другие в среде с переменной плотностью электронов. Эффект был предсказан и теоретически исследован советскими физиками Станиславом Михеевым и Алексеем Смирновым в 1985 году на основе рассмотренного в 1978—1979 годах американским физиком Линкольном Вольфенштейном случая осцилляций нейтрино в среде с постоянной плотностью. Эффект возникает вследствие пересечения энергетических уровней состояний нейтрино различных поколений. //  Дальше — ru.wikipedia.org
 

Получены первые намеки на эффект Михеева–Смирнова–Вольфенштейна при движении нейтрино сквозь Землю • Игорь Иванов • Новости науки на «Элементах» • Физика

Коллаборация Super-Kamiokande, работающая на одноименном детекторе нейтрино, сообщает, что в данных, накопленных за 18 лет работы, начинает проступать эффект Михеева–Смирнова–Вольфенштейна, вызванный прохождением нейтрино сквозь толщу Земли. До сих пор этот теоретически предсказанный эффект проверялся только косвенно; новый результат представляет собой первую прямую его проверку. //  elementy.ru
 
 51.051.0
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Собственно о проблеме солнечных нейтрино и её почти полном разрешении к сегодняшнему дню. В результате можно с высокой долей уверенности утверждать, что понятно, какие ядерные реакции идут на Солнце. И можно не опасаться, что оно уже затухает :)

Ловля солнечных нейтрино: историческая ретроспектива • Алексей Левин • Новости науки на «Элементах» • Физика, История науки

27 августа участники международной коллаборации, работающие на нейтринном детекторе Borexino в итальянской подземной Национальной лаборатории Гран-Сассо, сообщили о первой прямой регистрации нейтрино, которые рождаются на начальном этапе цепочки термоядерных реакций, приводящих к выделению почти всей энергии, генерируемой в центре Солнца. Тем самым они сделали решающий шаг к завершению программы полного детектирования нейтринных потоков солнечного происхождения. Эта программа начала осущестляться ровно полвека назад и стала самым долгоживущим исследовательским проектом во всей истории астрофизики. //  elementy.ru
 

«Солнце взойдет…» — Троицкий вариант — Наука

Увидеть черную дыру. О прекрасной России будущего. «Делать ставку не на проекты, а на людей». Берестяные грамоты сезона 2018. Наука и академический плагиат. Найден ли «ген социальности»? //  trv-science.ru
 

Нейтрино показали главный источник энергии Солнца. На 99% это протон-протонные реакции

Нейтрино показали главный источник энергии Солнца. На 99% это протон-протонные реакции //  nplus1.ru
 

В природе много разных нейтрино - в т.ч. астрофизических (включая солнечные), техногенных (реакторных) и даже геофизических.

Физика нейтрино сверхвысоких энергий

Е.В. Широков     Нейтрино представляет собой электрически нейтральную фундаментальную частицу со спином 1/2, относящуюся к классу лептонов, участвующую только в слабом и  возможно, в гравитационном взаимодействиях. Нейтрино разделяются на три типа: электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино. Возможно наличие у нейтрино ненулевой массы, однако точное значение массы пока остаётся неизвестным.     Нейтрино по своему происхождению можно разделить на несколько больших классов – реликтовые (или космологические) нейтрино, геонейтрино, солнечные нейтрино, атмосферные нейтрино, астрофизические нейтрино, а также нейтрино от искусственных источников – реакторов и ускорителей. //  Дальше — nuclphys.sinp.msu.ru
 

 


Нейтрино, происходящие из недр Земли, позволяют измерить радиогенное тепло.

Коллаборация Borexino рассказала о шестилетних наблюдениях нейтринного свечения Земли

Коллаборация Borexino рассказала о шестилетних наблюдениях нейтринного свечения Земли //  nplus1.ru
 
Нейтринный эксперимент Borexino, впервые поймавший земные нейтрино пять лет назад, занялся изучением их спектроскопии. Новые данные не только уточнили вклад радиоактивности в тепловой баланс Земли, но и доказали, что радиогенное тепло идет и от земной коры, и из мантии.

Это «нейтринное свечение» Земли само по себе ни на что не влияет, но оно несет информацию о том, сколько радиогенного тепла выделяется в ходе этих распадов. С точки зрения теплового баланса, Земля — это огромная печка, выводящая наружу через всю свою поверхность примерно 47 тераватт тепла. Однако до недавнего не было известно, какую часть этого потока порождает радиоактивность, а какая приходится на остаточное тепло Земли. Оценки радиогенного вклада варьировались от 4 до 40 тераватт, и уточнить их без прямого измерения не представлялось возможным.

Единственный способ определить этот вклад напрямую — это поймать геонейтрино и измерить их поток. Земные нейтрино, а точнее антинейтрино, рождаются при распаде изотопа урана или тория не напрямую, а в ходе бета-распада долгоживущих вторичных изотопов. Процесс этот изучен в лаборатории (в частности, для нужд ядерной энергетики), поэтому известна связь между энерговыделением в одном распаде и количеством и энергией вылетающих при этом нейтрино. Земля для нейтрино прозрачна, и все нейтрино, родившиеся в земных недрах, свободно выходят наружу. Поэтому если удастся зарегистрировать и измерить геонейтринный поток, это позволит оценить радиогенную составляющую собственного тепла Земли.
 

Реакторные нейтрино в среднем более энергетические, чем геонейтрино. Более того, спектр ториевых и урановых геонейтрино тоже слегка различается. Поэтому нейтринный спектр, полученный Borexino, позволил не только выделить геонейтрино, но и приблизительно разделить их по происхождению. Это, в свою очередь, позволило напрямую оценить соотношение тория к урану в земных недрах. До сих пор это отношение оценивалось косвенно, исходя из общей теории возникновения Земли. Сейчас наземный эксперимент впервые позволил заглянуть вглубь Земли и смог практически в реальном времени измерить это соотношение. Оно оказалось примерно вдвое больше оценочного; правда, из-за больших погрешностей ни о каком расхождении с теорией речи пока не идет.

Новые данные позволили также уточнить общий вклад урана и тория в радиогенное тепло Земли. Он составляет от 23 до 36 тераватт, а с учетом калия-40, который этим детектором не регистрируется, получается значение, близкое к полной мощности. Более того, благодаря уточненным числам впервые удалось разделить радиогенное тепло по происхождению: оказалось, что примерно половину дает мантия, и половину — вся земная кора. Это первая прямая регистрация того факта, что в мантии тоже активно вырабатывается радиогенное тепло.

Технология детектирования геонейтрино в Borexino настолько хорошо работает, что сейчас единственными ограничивающими факторами являются лишь размеры детектора и время накопления данных. Если удастся построить более масштабную версию той же установки, это откроет новые возможности для точных геофизических исследований.
 
 51.051.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
При помощи регистрации нейтрино принципиально возможен контроль активной зоны ядерных реакторов в реальном времени.

Нейтринный томограф для ядерного реактора • Игорь Иванов • Научно-популярные задачи на «Элементах» • Физика

Для оптимального функционирования ядерного реактора очень желательно научиться напрямую «видеть» то, что происходит внутри активной зоны работающего реактора. Оцените размер нейтринного детектора, который позволит в течение часа почувствовать сильно неоднородное выгорание топлива в активной зоне реактора. Необходимые характеристики реакции деления ядер урана и взаимодействия нейтрино с веществом найдите в интернете. //  elementy.ru
 

Нейтрино позволили рассмотреть реакцию внутри ядерного реактора

Нейтрино позволили рассмотреть реакцию внутри ядерного реактора //  nplus1.ru
 

Запрос от ядерной энергетики
– удаленный мониторинг процесса выгорания топлива и дополнительный (независимый) способ измерения тепловой мощностиреактора для подтверждения безопасного режима работы активной зоны реактора

Обеспечение режима нераспространения делящихся материалов по программам МАГАТЭ (INFCIRC/153, INFCIRC/540):
- выявление несанкционированного производства плутония,
- контроль за процессом накопления плутония в топливе,
- контрольза активной зоной реактора с целью фиксации момента несанкционированной остановки с целью не санкционированного извлечения плутония

Предлагаемый подход
– детектирование потока антинейтрино в реакции обратного бета-распада, чтоделает невозможным фальсификацию данных
 



Совсем недавно создан принципиально новый детектор нейтрино - на когерентном рассеянии нейтрино на ядрах. Детектор, можно сказать, миниатюрный - на фоне огромных многотонных (а то и многосоттонных и многотысячетонных) монстров типа Суперкамиоканде. Правда, возможности у него чуть другие.
Что отдельно радует - присутствует весьма заметный отечественный вклад: причём не только "наши там", а народ из Курчатника, Физтеха (не в смысле лениградского, а в смысле МФТИ), МИФИ.

«Мы увидели процесс, предсказанный 43 года назад»

Интервью с участником проекта COHERENT Дмитрием Акимовым об упругом когерентном рассеянии нейтрино на атомных ядрах //  nplus1.ru
 

 

Таким образом, мы показали, что когерентное упругое рассеяние нейтрино на ядрах тяжелых атомов действительно происходит, причем эксперимент хорошо согласуется с теорией. Наконец-то увидели процесс, который предсказали целых сорок три года назад.

Как можно использовать построенный вами детектор? Можно ли будет заменить им те огромные установки, которые используют сейчас для исследования нейтрино?

Нет, нельзя. Такие эксперименты, как IceCube, Super-Kamiokande, SNO и другие направлены в первую очередь на изучение космических нейтрино, энергия которых много больше, чем пороговые пятьдесят мегаэлектронвольт. При таких энергиях когерентное рассеяние нейтрино на атомных ядрах почти не происходит, поэтому наш детектор в этих экспериментах будет практически бесполезен.

Зато наш детектор интересен с практической точки зрения. Например, его можно использовать для независимого контроля процессов, происходящих на атомных станциях.
 


В принципе, нейтринные детекторы, которые осуществляют мониторинг атомных станций, уже существуют. Однако сечение упругого когерентного рассеяния намного больше, чем сечение процессов, которые используют существующие детекторы. Поэтому детектор, основанный на когерентном рассеянии, получается намного меньше. К тому же при прочих равных скорость счета нейтрино в нем больше, и использовать его для мониторинга удобнее.
 

Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering

Detecting neutrinos—elementary particles that barely interact with other matter—usually requires detectors of enormous size. A particular interaction of neutrinos with atomic nuclei, called the coherent elastic neutrino-nucleus scattering (CEνNS), is predicted to occur with relatively high probability, and it could be used to drastically reduce the size of neutrino detectors. However, observing this interaction requires a source of low-energy neutrinos and detectors that contain nuclei of optimal mass. Akimov et al. observed CEνNS with a 6.7σ confidence by using a comparatively tiny, 14.6-kg sodium-doped CsI scintillator exposed to neutrinos from a spallation neutron facility (see the Perspective by Link). The discovery places tighter bounds on exotic, beyond-the-standard-model interactions involving neutrinos. Science , this issue p. ; see also p. The coherent elastic scattering of neutrinos off nuclei has eluded detection for four decades, even though its predicted cross section is by far the largest of all low-energy neutrino couplings. This mode of interaction offers new opportunities to study neutrino properties and leads to a miniaturization of detector size, with potential technological applications. We observed this process at a 6.7σ confidence level, using a low-background, 14.6-kilogram CsI scintillator exposed to the neutrino emissions from the Spallation Neutron Source at Oak Ridge National Laboratory. Characteristic signatures in energy and time, predicted by the standard model for this process, were observed in high signal-to-background conditions. Improved constraints on nonstandard neutrino interactions with quarks are derived from this initial data set. : /lookup/doi/10.1126/science.aao0990 : /lookup/doi/10.1126/science.aao4050 //  science.sciencemag.org
 

Также, подозреваю, что по обе стороны океана военные резко вспомнили про концепт нейтринной связи с подводными лодками. Хотя скорее всего пока еще зря.
 51.051.0
+
-
edit
 

FantomAK

опытный

Вот чисто из вредности...
Даже не против западнонизкопоклонства:

Глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба Baikal-GVD - ИЯИ РАН

В первых числах апреля 2015 г. учеными Института ядерных исследований Российской академии наук (Москва) и Объединенного института ядерных исследований (Дубна), а также ряда российских научных организаций, входящих в коллаборацию "Байкал", развернут и введен в эксплуатацию уникальный экспериментальный комплекс - глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба "Дубна" на оз. Байкал. Он является первым кластером создаваемого нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector). //  Дальше — www.inr.ru
 

Российские ученые превратили Байкал в детектор частиц нейтрино

Помните, как то давно мы рассматривали  Нейтринный детектор Супер Камиоканде . Фантастическое сооружение. А вот какая новость пришла недавно. В глубинах озера Байкал начала работу первая группа датчиков нейтрино нового глубоководного телескопа Дубна, проекта, реализуемого совместными… //  masterok.livejournal.com
 

"В период с 1993 г. по 1998 г. на Байкале был развернут первый в мире глубоководный нейтринный телескоп НТ200..."©
ЗЫ: Я его тут недавно вспоминал...
ЗЫЫ: При посиделки "на сибирском куррорте"© каммент отдельно доставил
ЗЫЫЫ: И тут врут!!! Работы по телескопу таки лет на десять раньше были развёрнуты!!!
"Быть пессимистом потрясающе. Я всегда или прав, или приятно удивлен."(с)  
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
И Байкал и Баксан на слуху, но вот завязанных на них значимых результатов я навскидку не вспоминаю :(
 51.051.0
+
-
edit
 

FantomAK

опытный

Fakir> ...завязанных на них значимых результатов я навскидку не вспоминаю :(
Годы постройки глянь?! Самое начало нашего локального БП...
В 95 празнуя установку НТ200 поднимали за НТ2000
Но вроде как что-то там всёже публиковали
"Быть пессимистом потрясающе. Я всегда или прав, или приятно удивлен."(с)  
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Дык речь не о причинах, а о результатах. Уж почему ничего не сделали - вопрос небезынтересный, но если и проходит по ведомству науки, то уж никак не физической; а по-хорошему, этим прокуратуре и трибуналу заниматься.
 51.051.0
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

☠☠
Fakir> Дык речь не о причинах, а о результатах.
А разве с нейтрино масштаб не играет важнейшую роль? Т.е. на мелком детекторе результата и не будет?
 70.0.3538.10370.0.3538.103

Monya

опытный

Fakir> И Байкал и Баксан на слуху, но вот завязанных на них значимых результатов я навскидку не вспоминаю :(
Ну так значимых результатов лет 15 - 20 ждать придётся, ИМХО. Фундаментальная наука, ИЧСХ, фиг проконтролируешь: "то ли спирт казённый жрут, то ли мировосприятие вперёд двигают".
 70.0.3538.8070.0.3538.80

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Monya> Ну так значимых результатов лет 15 - 20 ждать придётся, ИМХО.

Ну а у Borexino - уже. Что делать. Потому и о нём: результат интереснее попытки, разве что попытка ну очень оригинальна.
 51.051.0

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru