حتما شنيده‌ايد كه پس از گمانه‌زني‌هاي مختلف امروز سرانجام نام برندگان جايزه نوبل فيزيك امسال اعلام شد{اينجا}. علت رسيدن اين جايزه مهم به تاکاکی کاجیتا و آرتور بی‌مک‌دونالد دو استاد برجسته دانشگاه‌هاي توكيو و كوئينز مطالعه و كشفي مهم درباره يك ذره بنيادين يا زيراتمي مشهور به «كوچك خنثي» يا همان نوترينو است. نوترینو (neutrino) یک ذره بنیادی است که از نظر الکتریکی خنثی بوده و به ندرت وارد برهمکنش می‌شود اما معمولاً با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند. اين ذره عجيب و مرموز قادر است از درون مواد تقریباً بدون هیچ برهمکنشی عبور كند. برندگان نوبل اما كشف كرده‌اند كه اين ذره كوچك،خنثي و همچنين مرموز تغيير هويت مي‌دهد. دهها سال معماي نوترينو ذهن فيزيكدان‌ها را مشغول به خود كرده بود.
کاجیتا كشف كرده که نوترینوها از جو (اتمسفر) در مسیر خود به رصدخانه نوترینوی «سوپر کامیوکانده» در ژاپن، تغییر هویت می دهند. آرتور بی مک دونالد در کانادا توانست ثابت کند که نوترینوها از خورشید در مسیر خود به سمت زمین ناپدید نمی شوند، بلکه زمانی که به 'رصدخانه سادبری نوترینو' می رسند، هویت دیگری می گیرند. هر دو اين دانشمندها اما توانستند يك مسئله را ثابت كنند كه نوترينوها تغيير هويت مي‌دهند و بر خلاف آنچه برخي تصور مي‌كردند داراي جرم هر چند اندك هستند. اين كشف تبديل به نقطه عطفي درتاريخ فيزيك شد و باعث شد تا ديد فيزيكدان‌ها به كل تغيير كند.
نمايي از رصدخانه نوترينو Sudbury
تاکاکی کاجیتا و آرتور مکدونالد پدیده جدید نوسان نوترینو را شناسایی کردهند که تحولی اساسی در فیزیک ذرات بنیادی محسوب می‌شود. پرفسور مکدونالد در یک مصاحبه تلفنی گفته است که قطعا در جریان تحقیقات در این زمینه، لحظه «کشف بزرگ» هم وجود داشت و آن زمانی بود که مشاهده شد که نوترینوها در مسیر حرکت از خورشید به زمین از یک نوع به نوع دیگر تغییر شکل می‌یابند.
از آنجایی که نوترینوها بار الکتریکی ندارند، تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیس قرار نمی‌گیرند. نوترینوها تنها تحت تأثیر نیروی هسته‌ای ضعیف که در مقایسه دارای بُرد بسیار کوتاه‌تری از نیروی الکترومغناطیس است، قرار می‌گیرند؛ لذا قادر هستند مسافت‌های بسیار طولانی را درون مواد بدون برهمکنش طی كنند.
بیشتر نوترینوهایی که از زمین عبور میکنند، از خورشید صادر می‌شوند. در هر ثانیه از هر سانتی‌متر مربع زمین، در حدود ۶۵ میلیارد نوترینوی خورشیدی عبور می‌کند.
تاریخچه کشف نوترینو
۱۹۱۴:جیمز چادویک به مسئله ابهام‌آمیز مربوط به انرژی حرکتی ذراتی که از مواد رادیواکتیو صادر می‌شدند، برخورد کرد.
۱۹۳۰:ایده نوترینو هنگامی بدنیا آمد که ولفگانگ پاولی چاره‌ای برای حفظ اصل پایستگی انرژی در تولید ذرات بتا اندیشید. پاولی هنگامی که برای نخستین بار تئوری خود را عرضه كرد، نوترون هنوز کشف نشده بود.
۱۹۳۲:چادویک موفق به کشف نوترون شد و در سال ۱۹۳۳ کارل دیوید اندرسون اولین پادذره یعنی پوزیترون را کشف نمود.
۱۹۵۶: ۲۵ سال پس از اینکه پاولی امکان وجود نوترینو را پیشنهاد کرده بود، و ۴۲ سال پس از اینکه ابهامات مربوط به پرتو بتا مطرح شد، کلاید کووان و فردریک رینز رسماً اعلام کردند که وجود نوترینو بالاخره به اثبات رسیده است.
۱۹۶۲: دومین نوع نوترینو یعنی نوترینوهای میون کشف گردیدند.
۱۹۶۸: برونو پونته‌کورو و ولادیمیر گیربف در پی ابهامات بوجود آمده در اندازه‌گیری تعداد نوترینوهای خورشیدی عبوری از زمین، اعلام كردند که اگر نوترینوها دارای جرم غیر صفر باشند آنگاه می‌توانند از یک نوع به نوع دیگر تغییر كنند. بنابراین نوترینوهای خورشیدی گمشده، می‌توانند نوترینوهای الکترونی باشند که در طول مسیر خود به سوی زمین به نوعی دیگر تغییر یافته‌اند و از دید آشکارسازها پنهان می‌مانند. تا پیش از این عقیده عمومی بر این رایج بود که نوترینوها دارای جرم صفر هستند.
۱۹۷۸: نیاز به وجود نوع سوم آن به نام نوترینوهای تاو اعلام شد؛ ولی تا ۱۹۹۸، یعنی تا ۲۰ سال پس از آن، مشاهده آن هنوز امکان‌پذیر نشده بود.
۱۹۹۸: تیم تحقیقاتی سوپر کامیوکانده خبر از قرائن و شواهدی درباره نوترینوهایی بدون جرم صفر دادند.
۲۰۱۰:تیم تحقیقاتی INFN در گرن‌ساسو ایتالیا، که بر روی آشکارساز اپرا کار میکنند، مشاهده کردند که تعدادی از نوترینوهایی که از سرن گسیل شدند و از نوع نوترینوی میونی بودند، در طول سفر از لابراتوارهای سرن واقع در ژنو با عبور از تونلی به طول ۷۳۰ کیلومتر، به نوترینوهای تاو تبدیل شدند (نوسان کردند و تغییر طعم دادند). نتایج این نوسان اثبات کرد که حداقل یکی از این سه نوع نوترینو می‌تواند جرم داشته باشد.
۲۰۱۱ :تیم تحقیقاتی آشکارساز اپرا اعلام نمودند که مشاهدات آنها نشان می‌دهد که سرعت نوترینوها از سرعت نور نیز فراتر می‌روند. اما مدتی بعد خود مرکز سرن اصلاحیه‌ای در مورد نتایج اعلام شده صادر و موضوع را منتفی اعلام کرد و ناشی از خطا در سامانهٔ GPS دانست.
5454
نظر شما