თავდაპირველად ნეიტრინოს არსებობა იწინასწარმეტყველა პაულიმ 1931 წელს. ის აკვირდებოდა რადიაქტიულ დაშლებს და აღმოაჩინა რომ ენერგია იმპულსი არ ინახებოდა და ამის საფუძველზე წამოაყენა აზრი, რომ დაკარგული ენერგია მიაქვს რაღაც ჰიპოტეტურ ნაწილაკს , რომელსაც შემდგომ 1934 წელს ენრიკო ფერმიმ უწოდა ნეიტრინო (იტალიურად პატარა ნეიტრონი). ბუბნებაში არსებობს სამი სახის ნეიტრინო: ელექტრონული, მიუონური და ტაუონური. ნეიტრინოს მასა ზუსტად არაა ცნობილი, მაგრამ ვიცით რომ მისი მასა სასრულია: m<<1eV/c2. ნეიტრინოს არ გააჩნია მუხტი და ის არ მონაწილეობს ელექტრო-მაგნიტურ ურთიერთქმედებაში, ამიტომაც მას შეუძლია ისე განჭოლოს დედამიწა და მთელი გალაქტიკა, რომ არაფერთან არ იურთიერთქმედოს. ნეიტრინო მონაწილეობს სუსტ ურთიერთქმედებაში.
ნეიტრინოს ფიზიკის განვითარებას ხელი შეუწყო მზის შესახებ ინფორმაციის მოპოვების მცდელობამ. იყო რამდენიმე მოსაზრება იმის შესახებ თუ საიდან გააჩნია მზეს ენერგია, მაგრამ უმრავლესობა არ იქნა დადასტურებული. 1936 წელს ბეტემ წამოაყენა მოსაზრება, რომ მზეზე მიმდინარეობს თერმობირთვული რეაქციები.
(თერმობირთვული რეაქცია: როგორც ვიცით ბირთვი შედგება ნუკლონებისგან, თუ მძიმე ბირთვებს დავაჯახებთ სხვა ნუკლონს, მაშინ ბირთვი დაიშლება და გამოიყოფა ენერგია, ან თუ მოვახდენთ მცირე მასის ბირთვების შეერთებას, კვლავ მოხდება ენერგიის გამოყოფა. ბირთვისთვი ნუკლონის დაჯახება შესაძლებელია მოხდეს ნუკლონის აჩქარებით, მზეზე კი ბირთვების აჩქარებას უზრუნველყოფს ტემპერატურა, როგორც ვიცით ნაწილაკის კინეტიკური ენერგია პროპორციულია ტემპერატურის. მაგალითად თუ მოვახდენთ დეიტერიუმის და ტრიტიუმის შეერთებას, წარმოიქმნება ჰელიუმი, ნეიტრონი და გამოიყოფა დაახლოებით 17 მევი ენერგია.)
რადგანაც მზე წარმოადგენს დიდი მოცულობის ობიექტს, გრავიტაციული მიზიდულობა ავლენს თავს და იწვევს მზის შეკუმშვას, რის შედეგადაც მზის ბირთვში წარმოიქმნება დიდი წნევა, მაშასადამე დიდი ტემპერატურა. თეორიულად დათვლილია და მზის ბირთვში ტემპერატურა არ უნდა იყოს 15 მლნ გრადუსზე ნაკლები. დიდი ტემპერატურა კი იწვევს თერმობირთვულ რეაქციებს, რის შედეგადაც გამოიყოფა ენერგია. აღნიშნული რეაქციები მიმდინარეობს ორ ციკლად, რომელთაც PP და CNO ციკლები ჰქვია:
CNO
როგორც ვხედავთ PP და CNO ციკლების დროს მიმდინარე პროცესებში წარმოიქმნება გამა კვანტებიც და ნეიტრინოებიც, რომელთაც ზოგ შემთხვევაში გააჩნიათ უწყვეტი სპექტრი და ზოგ შემთხვევაში ხაზოვანი:
დედამიწაზე ვერ შევძლებთ მზის წიაღში წარმოქმნილი გამა კვანტების დაფიქსირებას, რათა გავიგოთ მზის შესახებ ინფორმაცია, რადგანაც გამა კვანტები ადვილად ურთიერთქმედებენ ნივთიერებასთან. რაც შეეხება ნეიტრინოს, ის თითქმის არაფერთან არ ურთიერთქმედებს, ე.ი მას თავისუფლად შეუძლია მოაღწიოს ჩვენამდეც, ამიტომაც გაჩნდა იდეა, რომ დაეფიქსირებინათ მზის ნეიტრინო და ამისათვის ჩაატარეს რამდენიმე ექსპერიმენტი: პირველი მეთოდი ნეიტრინოების დაფიქსირებისა შემოთავაზებული იყო 1946 წელს პონტეკორვოს მიერ. ნეიტრინოებისთვის სამიზნე უნდა ყოფილიყო ქლორის ბირთვები, ურთიერთქმედების შედეგად გაჩნდებოდა არგონი და ელექტრონი, რომელთა დეტექტირებაც უკვე ადვილად მოხდებოდა: νe + 37Cl → e + 37Ar. ამ რეაქციის დროს ფიქსირდება მხოლოდ ის ელექტრონული ნეიტრინოები, რომლებიც წარმოიქმნებიან ბორის ბირთვების დაშლის დროს, რომლებიც წარმოადგენენ სრული ნეიტრინოების რაოდენობის 0.005% -ს. აღნიშნული მეთოდის გარდა ასევე შემოთავაზებული იყო ექსპერეიმენტები, სადაც საჭირო იყო გალიუმის და ლითიუმის გამოყენება, თუმცა ეს ნივთიერებები დედამიწაზე ძალიან მცირე რაოდენობით მოიპოვება და საკმაოდ ძვირია, ამიტომაც ასეთი ექსპერიმენტები თითქმის არ ჩატარებულა.
შემდეგ 1968 წელს დევისმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც მან დაახლოებით 2000მ-ის სიღრმეზე მოათავსა 11მ3 მოცულობის C2Cl4 ,რომელიც საკმაოდ იაფი ღირდა. თეორიულად ნაწინასწარმეტყველები იყო, რომ უნდა დაბადებულიყო 0.9 არგონი დღეში, მაგრამ დევისის ექსპერიმენტზე აღმოჩნდა, რომ დაიბადა დაახლოებით 0.3 არგონი დღეში, ე.ი სამჯერ ნაკლები.
ამ წინააღმდეგობის ასახსნელად ბაკალმა წამოაყენა მოსაზრება, რომ მზის ტემპერატურე 10%-ით ნაკლები იყო 15მლნ გრადუსზე, ამ შემთხვევაში ყველაფერი რიგზე იქნებოდა, მაგრამ ეს მოსაზრება არ დადასტურდა.
შემდეგ რამოდენიმე წლის წინ ჩატარდა კანადაში SNO (Sudbury Neutrino Observatory) –ს ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც დაფიქსირებული იქნა ზუსტად ის რაოდენობა ნეიტრინოების, რაც თეორიით იყო ნაწინასწარმეტყველები: 2კმ სიღრმეზე მოთავსებული იყო 1 000ტ მძიმე წყლით სავსე ავზი, რომლის კედლებიც დაფარული იყო სინათლის დეტექტორებით. როდესაც მზის ნეიტრინო დაეჯახებოდა რომელიმე ატომს, ელექტრონი ამოიტყორცნებოდა წყალში, როგორც თავისუფალი ნაწილაკი. ასეთ დროს ელექტრონს ენიჭებოდა იმაზე დიდი სიჩქარე, ვიდრე აქვს სინათლეს წყალში გავრცელებისას, წყალში ასეთი სიჩქარის მქონე ნაწილაკის გამოსხივებას კი ეწოდება ჩერენკოვის რადიაცია. სწორედ ეს რადიაცია ფიქსირდებოდა ავზის კედლებზე არსებულ სინათლის დეტექტორებზე.
დღესდღეობით ნეიტრინოს დასაფიქსირებელი ექსპერიმენტები აღარ მიმდინარეობს, მაგრამ ამ ექსპერიმენტებმა წარმოშვეს სრულიად ახალი ფიზიკა ნეიტრინოების შესახებ და ამ მიმართულებით კვლევა დღესაც მიმდინარეობს.
0 კომენტარი:
დატოვეთ კომენტარი