Statisztika |
Online összesen: 1 Vendégek: 1 Felhasználók: 0 |
|
A fénysebességnél gyorsabb neutrínók?
A fénysebességnél gyorsabb neutrínók? - Siet haza
Egy nemzetközi kutatócsoport még ellenőrzésre váró mérései
szerint az általuk kibocsátott apró részecskékből, neutrínókból álló
sugárnyaláb látszólag átlépte a fénysebességet. Akkor most borul vagy
nem borul az érvényes fizikai világkép?
Egy nemzetközi kutatócsoport még ellenőrzésre váró mérései szerint
az általuk kibocsátott apró részecskékből, neutrínókból álló sugárnyaláb
látszólag átlépte a fénysebességet. Akkor most borul vagy nem borul az
érvényes fizikai világkép?
A kísérleti fizikusok céltudatos szöszmötölései ritkán váltanak ki
mindent elsöprő izgalmat a modern fizika tekintetében többnyire laikus
közvéleményben. Most az egyszer azonban sikerült áttörniük a közönnyel
elegy értetlenség falát, s rögvest a címlapokra kerülniük.
Ehhez annyi kellett, hogy egy százharminc főből álló tudóscsoport
nyilvánosságra hozza azt, amit már hónapok óta tudott, ám eddig félt
megosztani a világgal: egy néhány hónappal ezelőtti kísérlet mintha
kissé megrendítette volna az uralkodó fizikai világkép egyik
alappillérét.
Alagúthatás
Mindehhez nem is kellett más, mint hogy a Genf melletti
részecskekutató központ, a CERN egy kísérlete során nagy energiájú
neutrínókat bocsásson ki a tőle 732 kilométerre délkeletre, az
Appenninek között fellelhető Gran Sasso hegy gyomrában megbújó olasz
vevőállomás felé. A tudósok gondosan kimértek mindent: a részecskék
mozgását nem holmi stopperórával, hanem a legmodernebb eszközökkel
követték. (Például precíz, műholdalapú helymeghatározó metódussal -
persze nem azokkal a közhasználatban lévő ketyerékkel, melyek gyanútlan
kamionsofőröket csalogatnak be a mocsárba...)
A kísérlet a CERN úgynevezett OPERA programjának a része volt,
mely a neutrínók oszcillációját hivatott ellenőrizni: eme hipotetikus
folyamat során a neutrínók típusai (az őket generáló részecskékről
elnevezett elektron-, müon- és tau-neutrínók) képesek egymásba alakulni,
azaz a kvantum-színdinamika nyelvén képesek ízt (flavour) váltani.
A neutronoszcillációt egy olasz tudós, bizonyos Bruno Pontecorvo
jelezte előre: az erősen balos érzelmű fizikus (amúgy Gillo Pontecorvo
filmrendező testvére) egyike azon keveseknek, akik 1950-ben, a
hidegháború kellős közepén Nyugatról inkább Keletre disszidáltak. A
tézis ellenőrzésére a CERN Szuper Proton Szinkrotonjában protonokkal
bombáztak egy grafit célpontot. A keletkező kaon és pion
nevű, igencsak instabil (de azért fókuszált sugárnyalábba rendezett)
részecskék bomlása nyomán létrejövő, müon-neutrínókból és más, a
kísérlet szempontjából nemkívánatos részecskékből (müonok, protonok,
kaonok, pionok) álló sugárnyalábot ismét csak egy grafit-acél
kombinációjú célpontba vezették, ahol a neutrínókon kívül nagyjából
minden elnyelődik. Ezt követően a neutrínók még 732 kilométert utaztak a
földkéregben, míg megérkeztek a Gran Sasso föld alatti
obszervatóriumba, s közben egy részük - a hipotézis szerint - más
típusú, például tau-neutrínóvá alakult volna. (Erre is találtak
bizonyítékot.) Nos, a neutrínók a kísérlet során meg is érkeztek, de
bizony a számíthatónál 60 nanoszekundummal hamarabb (a nanoszekundum
ugye a másodperc milliárdod része), ami nem csupán tömegközlekedési
viszonylatban okozna meglepetést. Eredetileg a tudósok is valami banális
mérési hibára gyanakodtak, ám lapzártánkig nem leltek olyan malőrt, ami
az eltérést magyarázhatná. A kutatók előtt jól ismert volt, hogy egy
néhány évvel ezelőtti földrengés következtében Genf és a Gran Sasso hegy
vagy 7 centiméterrel közelebb került egymáshoz, s ennek tudatában
alakították ki a mérés hibahatárát. (A távolság tekintetében az eltérés a
két pont között nem lehet több 20 cm-nél.) Mindez abból a szempontból
is fontos, hogy például a fény, amelynek sebességét a gyanú szerint
túllépte volna a neutrínóáram, 60 nanoszekundum alatt nem kevesebb, mint
18 métert tesz meg.
A fentiekből még nem következik, hogy a kísérlet eredményét
egyöntetűen elfogadná, pláne azonos módon értékelné a nemzetközi
tudományos közvélemény. Jellemző, hogy az ügyben megszólaló kutatók
többsége még arra vár, hogy valamilyen, a kísérlet szakszerűségét,
megbízhatóságát kétségbe vonó evidenciára derüljön fény, vagy valami
egyszerűbb, kézzelfoghatóbb magyarázatot remélnek, ami megfelelő
kontextusba helyezheti az OPERA-kísérlet eredményeit. Többen is
megfogalmazták: a neutrínók mozgását szinte lehetetlen követni, s ezért
az egész bejelentés voltaképpen nevetséges. Mások szerint, habár a mérés
tényleg pontos, nem kell mindjárt az Einstein-féle rendszer haláláról
beszélni. Könnyen lehet, hogy "csak" olyan részecskefizikai
aszimmetriákra leltünk, melyekkel a jeles elődök (például Einstein) se
számoltak, ám ez esetben már ki kell egészíteni, javítani a
relativitáselméleten alapuló fizikai világképet, mely mind kísérleti
bizonyítékait, mind számítható következményeit, mind heurisztikai
potenciálját (felfedezőerejét) tekintve kétségtelenül működik.
Az OPERA-kísérletben részt vevő kutatók egyelőre maguk is
megerősítésre várnak. Ez leginkább a Chicago melletti Fermilabtól
várható, amely MINOS kód alatt egy hasonló kísérletet futtat - ám ennek
pontossága lényegesen elmarad az OPERA-étól. Mindenesetre a MINOS
keretében már korábban is észleltek a fénysebességnél gyorsabb
neutrínókat, ám pontosan a nagyobb bizonytalanság miatt nem értékelték
ezt statisztikus értelemben is jelentősnek. Mindezen kétségek dacára a
Fermilabben elvégzik majd a kísérlet ellenőrzését - megjósolható, hogy
bármi lesz is a kontroll eredménye, az további vitákat fog gerjeszteni.
A csillagfény határa
A fénysebesség hipotetikus áttörése éppen azért keltett akkora
feltűnést, mivel annak vákuumban mért, a fizikában a c konstanssal
jellemzett értéke a kevés stabil pont egyike az Einstein által
megalapozott relativisztikus világképünkben. Ez a mi világegyetemünkben
elérhető maximális sebesség, amit tömeggel rendelkező testek semmiképpen
sem léphetnek át, s ami a tömeggel nem bíró részecskék, mezők (például
az elektromágneses mező), sőt mai sejtések szerint a gravitáció, illetve
a hipotetikus gravitációs hullámok terjedési sebessége - megint csak
vákuumban. Csak a tudománytörténeti pontosság kedvéért: azt, hogy a fény
(vákuumban mért) sebessége állandó, és független mind a kibocsátó
fényforrás sebességétől, mind a megfigyelő vonatkoztatási rendszerétől,
nem is Einstein, hanem zseniális holland kollégája, Lorentz számolta ki
még 1904-ben. Az eredményhez vezető úgynevezett Lorentz-invariancia az
alapja az olyan modern fizikai elméleteknek, mint a
kvantum-elektrodinamika, a kvantum-színdinamika, a részecskefizika
sztenderd modellje, vagy éppen az Einstein-féle általános
relativitáselmélet. Az ezeken alapuló modern fizikai világkép szerint
egy anyagi részecskét csupán végtelen nagyságú energiával tudnánk
fénysebességre gyorsítani, azt átlépni pedig lehetetlen.
Jellemző módon eddig minden, a fénysebesség túllépéséről tudósító
észlelést képesek voltak a fenti értelmezési kereten belül
megmagyarázni, s valamely relativisztikus hatásra visszavezetni. A
lényeg, hogy energia, anyag és információ egyszerre, csomagban biztosan
nem lépheti át a fénysebességet. Akad néhány egzotikus kvantumeffektus,
mint például a Hartman-effektus, melynek értelmében bizonyos virtuális
részecskék ugyanany-nyi idő alatt jutnak át egy akadályon, annak
vastagságától függetlenül. Ennek révén elméletileg átléphető a
fénysebesség, ám információátvitel ez esetben sem történik.
Hasonlóképpen a tudósok jórészt optikai illúzióval magyarázzák a szuperluminális mozgás
jelenségét, amikor a magjukban fekete lyukat tartalmazó távoli kozmikus
objektumok (többnyire rádiógalaxisok, kvazárok, mikrokvazárok) egy
irányított sugárnyalábot (úgynevezett jet-et) bocsátanak ki,
látszólag a fénysebességnél gyorsabban. Valójában ilyenkor a közel
fénysebességű anyagkibocsátás viszonylag kis szögben a földi megfigyelő
felé irányul. A menet közben a nagy sebességű, gerjesztett,
relativisztikus anyagsugár által kibocsátott fényimpulzusok a vártnál
hamarabb jutnak el a megfigyelőhöz (az anyagsugár egy korábbi
pozíciójából kibocsátott fény előbb éri el a következő pozíciót, mint
maga a jet), s ez kelti azt az illúziót, hogy maga az anyagsugár
mozogna a fénysebesség többszörösével. A távolabbi galaxisok egymáshoz
viszonyított, sokszor a fénysebességnél is gyorsabb mozgásánál pedig
figyelembe kell venni, hogy esetleg maga az univerzum tágul a fény
sebességénél gyorsabb ütemben. Azt meg már csak zárójelben tennénk
hozzá, hogy a fizika némely nonkonformista művelői a mostani kísérleti
eredményre is tudnak kellően extrém magyarázatot. Ehhez csak fel kell
tételezni, hogy a relativisztikus fizika által leírt téridő-univerzumon,
a 3+1 téridő-dimenzión kívül (felül) léteznek magasabb dimenziójú
világok is. Ez esetben a mi világunk két pontja között az átmenet lehet
egészen pillanatszerű, csupán át kell lépni egy magasabb (negyedik,
ötödik) dimenzióba - ami például jól modellezhető azzal, amikor egy
papírlapon elhelyezett két pontot hozunk fedésbe egymással azáltal, hogy
ravaszul összehajtjuk a lapot.
Apró pontok
A neutrínók maguk is a nagy univerzális részecskecsalád viszonylag
kevéssé ismert, kicsiny tagjai. Kisebbek, mint a protonok meg a
neutronok, melyek az atommagot alkotják, s jóval kisebbek még az atomok
héjában található elektronoknál is - az általunk ismert, szigorúan vett,
érzékszerveinkkel megtapasztalható anyag jól megvan nélkülük is. Ennek
dacára mindenhol ott vannak, óriási mennyiségben vannak jelen
környezetünkben és bennünk is, csak éppen nem vesszük észre a
jelenlétüket, hiszen nem lépnek reakcióba velünk. (Amúgy ne bízzuk el
magunkat: az általunk ismert anyagféleség pusztán az univerzum négy
százalékát teszi ki!) A neutrínók közelebbről a leptonok közé tartoznak,
akárcsak a közismert elektronok, és a kevéssé közismert müonok és
tau-részecskék, melyekkel három fajtájuk kapcsolatba hozható. Már
létükre is csak úgy következtetett Pauli, a zseniális dán tudós, hogy
nélkülük nem teljesültek volna az egyik nukleáris alapreakció, a
béta-bomlás esetén a megmaradási törvények. Neutrínók mindenhol
keletkeznek a világegyetemben, ahol radioaktív bomlás zajlik - forrásuk
éppúgy lehet egy csillag, mint a Föld belseje vagy éppen a paksi
atomerőmű. Legegzotikusabb forrásaik az úgynevezett
szupernóva-kitörések, ahol a protonok elektronbefogással neutronokká
alakulnak - s közben neutrínók szabadulnak fel. A földünket elérő
neutrínósugárzás éppen keletkezésének körülményei miatt mindig is
kozmikus információt hordoz - a neutrínókutatás pont ezért
kulcsfontosságú a napfizika, az asztrofizika, a kozmológia és persze a
részecskefizika számára is.
Sokáig úgy hitték, hogy tömegük sincs, alig több mint egy
évtizede, éppen a már említett neutrínóoszcilláció felfedezésével vált
bizonyossá, hogy legalább egyik fajtájuk bír valamennyi (nagyon csekély
tömeggel), ami így is csak egy hidrogénatom milliárdod része. A
neutrínók amúgy sem könnyen észlelhető részecskék: hogy mást ne
mondjunk, kis tömegük és az elektromágneses sajátságok hiánya miatt úgy
mennek át Földünkön, mintha itt se volnánk.
Korábban a fizikusok - a sztenderd modellt alapul véve - azt
feltételezték, hogy a neutrínóknak tömeg híján csupán egyfajta (a
részecskefizika játékos nyelvén "balkezes") változatuk lehetséges,
amelyre hat az úgynevezett gyenge kölcsönhatás. Ha viszont van tömegük
(s úgy tűnik, van nekik ilyen), akkor létezniük kell "jobbkezes"
neutrínóknak is, amelyre nézve a gravitáción kívül semmilyen
kölcsönhatás nem működik. Elvileg éppen az ilyen dilemmák feloldására
hozták létre az OPERA-kísérletet, amely - meglehet, átmenetileg -
egészen más észlelései miatt vált fontossá, ám idővel talán ezekre az
eredeti, szintén izgalmas kérdésekre is választ kaphatunk.
Egy nemzetközi kutatócsoport még ellenőrzésre váró mérései
szerint az általuk kibocsátott apró részecskékből, neutrínókból álló
sugárnyaláb látszólag átlépte a fénysebességet. Akkor most borul vagy
nem borul az érvényes fizikai világkép?
Egy nemzetközi kutatócsoport még ellenőrzésre váró mérései szerint
az általuk kibocsátott apró részecskékből, neutrínókból álló sugárnyaláb
látszólag átlépte a fénysebességet. Akkor most borul vagy nem borul az
érvényes fizikai világkép?
A kísérleti fizikusok céltudatos szöszmötölései ritkán váltanak ki
mindent elsöprő izgalmat a modern fizika tekintetében többnyire laikus
közvéleményben. Most az egyszer azonban sikerült áttörniük a közönnyel
elegy értetlenség falát, s rögvest a címlapokra kerülniük.
Ehhez annyi kellett, hogy egy százharminc főből álló tudóscsoport
nyilvánosságra hozza azt, amit már hónapok óta tudott, ám eddig félt
megosztani a világgal: egy néhány hónappal ezelőtti kísérlet mintha
kissé megrendítette volna az uralkodó fizikai világkép egyik
alappillérét.
Alagúthatás
Mindehhez nem is kellett más, mint hogy a Genf melletti
részecskekutató központ, a CERN egy kísérlete során nagy energiájú
neutrínókat bocsásson ki a tőle 732 kilométerre délkeletre, az
Appenninek között fellelhető Gran Sasso hegy gyomrában megbújó olasz
vevőállomás felé. A tudósok gondosan kimértek mindent: a részecskék
mozgását nem holmi stopperórával, hanem a legmodernebb eszközökkel
követték. (Például precíz, műholdalapú helymeghatározó metódussal -
persze nem azokkal a közhasználatban lévő ketyerékkel, melyek gyanútlan
kamionsofőröket csalogatnak be a mocsárba...)
A kísérlet a CERN úgynevezett OPERA programjának a része volt,
mely a neutrínók oszcillációját hivatott ellenőrizni: eme hipotetikus
folyamat során a neutrínók típusai (az őket generáló részecskékről
elnevezett elektron-, müon- és tau-neutrínók) képesek egymásba alakulni,
azaz a kvantum-színdinamika nyelvén képesek ízt (flavour) váltani.
A neutronoszcillációt egy olasz tudós, bizonyos Bruno Pontecorvo
jelezte előre: az erősen balos érzelmű fizikus (amúgy Gillo Pontecorvo
filmrendező testvére) egyike azon keveseknek, akik 1950-ben, a
hidegháború kellős közepén Nyugatról inkább Keletre disszidáltak. A
tézis ellenőrzésére a CERN Szuper Proton Szinkrotonjában protonokkal
bombáztak egy grafit célpontot. A keletkező kaon és pion
nevű, igencsak instabil (de azért fókuszált sugárnyalábba rendezett)
részecskék bomlása nyomán létrejövő, müon-neutrínókból és más, a
kísérlet szempontjából nemkívánatos részecskékből (müonok, protonok,
kaonok, pionok) álló sugárnyalábot ismét csak egy grafit-acél
kombinációjú célpontba vezették, ahol a neutrínókon kívül nagyjából
minden elnyelődik. Ezt követően a neutrínók még 732 kilométert utaztak a
földkéregben, míg megérkeztek a Gran Sasso föld alatti
obszervatóriumba, s közben egy részük - a hipotézis szerint - más
típusú, például tau-neutrínóvá alakult volna. (Erre is találtak
bizonyítékot.) Nos, a neutrínók a kísérlet során meg is érkeztek, de
bizony a számíthatónál 60 nanoszekundummal hamarabb (a nanoszekundum
ugye a másodperc milliárdod része), ami nem csupán tömegközlekedési
viszonylatban okozna meglepetést. Eredetileg a tudósok is valami banális
mérési hibára gyanakodtak, ám lapzártánkig nem leltek olyan malőrt, ami
az eltérést magyarázhatná. A kutatók előtt jól ismert volt, hogy egy
néhány évvel ezelőtti földrengés következtében Genf és a Gran Sasso hegy
vagy 7 centiméterrel közelebb került egymáshoz, s ennek tudatában
alakították ki a mérés hibahatárát. (A távolság tekintetében az eltérés a
két pont között nem lehet több 20 cm-nél.) Mindez abból a szempontból
is fontos, hogy például a fény, amelynek sebességét a gyanú szerint
túllépte volna a neutrínóáram, 60 nanoszekundum alatt nem kevesebb, mint
18 métert tesz meg.
A fentiekből még nem következik, hogy a kísérlet eredményét
egyöntetűen elfogadná, pláne azonos módon értékelné a nemzetközi
tudományos közvélemény. Jellemző, hogy az ügyben megszólaló kutatók
többsége még arra vár, hogy valamilyen, a kísérlet szakszerűségét,
megbízhatóságát kétségbe vonó evidenciára derüljön fény, vagy valami
egyszerűbb, kézzelfoghatóbb magyarázatot remélnek, ami megfelelő
kontextusba helyezheti az OPERA-kísérlet eredményeit. Többen is
megfogalmazták: a neutrínók mozgását szinte lehetetlen követni, s ezért
az egész bejelentés voltaképpen nevetséges. Mások szerint, habár a mérés
tényleg pontos, nem kell mindjárt az Einstein-féle rendszer haláláról
beszélni. Könnyen lehet, hogy "csak" olyan részecskefizikai
aszimmetriákra leltünk, melyekkel a jeles elődök (például Einstein) se
számoltak, ám ez esetben már ki kell egészíteni, javítani a
relativitáselméleten alapuló fizikai világképet, mely mind kísérleti
bizonyítékait, mind számítható következményeit, mind heurisztikai
potenciálját (felfedezőerejét) tekintve kétségtelenül működik.
Az OPERA-kísérletben részt vevő kutatók egyelőre maguk is
megerősítésre várnak. Ez leginkább a Chicago melletti Fermilabtól
várható, amely MINOS kód alatt egy hasonló kísérletet futtat - ám ennek
pontossága lényegesen elmarad az OPERA-étól. Mindenesetre a MINOS
keretében már korábban is észleltek a fénysebességnél gyorsabb
neutrínókat, ám pontosan a nagyobb bizonytalanság miatt nem értékelték
ezt statisztikus értelemben is jelentősnek. Mindezen kétségek dacára a
Fermilabben elvégzik majd a kísérlet ellenőrzését - megjósolható, hogy
bármi lesz is a kontroll eredménye, az további vitákat fog gerjeszteni.
A csillagfény határa
A fénysebesség hipotetikus áttörése éppen azért keltett akkora
feltűnést, mivel annak vákuumban mért, a fizikában a c konstanssal
jellemzett értéke a kevés stabil pont egyike az Einstein által
megalapozott relativisztikus világképünkben. Ez a mi világegyetemünkben
elérhető maximális sebesség, amit tömeggel rendelkező testek semmiképpen
sem léphetnek át, s ami a tömeggel nem bíró részecskék, mezők (például
az elektromágneses mező), sőt mai sejtések szerint a gravitáció, illetve
a hipotetikus gravitációs hullámok terjedési sebessége - megint csak
vákuumban. Csak a tudománytörténeti pontosság kedvéért: azt, hogy a fény
(vákuumban mért) sebessége állandó, és független mind a kibocsátó
fényforrás sebességétől, mind a megfigyelő vonatkoztatási rendszerétől,
nem is Einstein, hanem zseniális holland kollégája, Lorentz számolta ki
még 1904-ben. Az eredményhez vezető úgynevezett Lorentz-invariancia az
alapja az olyan modern fizikai elméleteknek, mint a
kvantum-elektrodinamika, a kvantum-színdinamika, a részecskefizika
sztenderd modellje, vagy éppen az Einstein-féle általános
relativitáselmélet. Az ezeken alapuló modern fizikai világkép szerint
egy anyagi részecskét csupán végtelen nagyságú energiával tudnánk
fénysebességre gyorsítani, azt átlépni pedig lehetetlen.
Jellemző módon eddig minden, a fénysebesség túllépéséről tudósító
észlelést képesek voltak a fenti értelmezési kereten belül
megmagyarázni, s valamely relativisztikus hatásra visszavezetni. A
lényeg, hogy energia, anyag és információ egyszerre, csomagban biztosan
nem lépheti át a fénysebességet. Akad néhány egzotikus kvantumeffektus,
mint például a Hartman-effektus, melynek értelmében bizonyos virtuális
részecskék ugyanany-nyi idő alatt jutnak át egy akadályon, annak
vastagságától függetlenül. Ennek révén elméletileg átléphető a
fénysebesség, ám információátvitel ez esetben sem történik.
Hasonlóképpen a tudósok jórészt optikai illúzióval magyarázzák a szuperluminális mozgás
jelenségét, amikor a magjukban fekete lyukat tartalmazó távoli kozmikus
objektumok (többnyire rádiógalaxisok, kvazárok, mikrokvazárok) egy
irányított sugárnyalábot (úgynevezett jet-et) bocsátanak ki,
látszólag a fénysebességnél gyorsabban. Valójában ilyenkor a közel
fénysebességű anyagkibocsátás viszonylag kis szögben a földi megfigyelő
felé irányul. A menet közben a nagy sebességű, gerjesztett,
relativisztikus anyagsugár által kibocsátott fényimpulzusok a vártnál
hamarabb jutnak el a megfigyelőhöz (az anyagsugár egy korábbi
pozíciójából kibocsátott fény előbb éri el a következő pozíciót, mint
maga a jet), s ez kelti azt az illúziót, hogy maga az anyagsugár
mozogna a fénysebesség többszörösével. A távolabbi galaxisok egymáshoz
viszonyított, sokszor a fénysebességnél is gyorsabb mozgásánál pedig
figyelembe kell venni, hogy esetleg maga az univerzum tágul a fény
sebességénél gyorsabb ütemben. Azt meg már csak zárójelben tennénk
hozzá, hogy a fizika némely nonkonformista művelői a mostani kísérleti
eredményre is tudnak kellően extrém magyarázatot. Ehhez csak fel kell
tételezni, hogy a relativisztikus fizika által leírt téridő-univerzumon,
a 3+1 téridő-dimenzión kívül (felül) léteznek magasabb dimenziójú
világok is. Ez esetben a mi világunk két pontja között az átmenet lehet
egészen pillanatszerű, csupán át kell lépni egy magasabb (negyedik,
ötödik) dimenzióba - ami például jól modellezhető azzal, amikor egy
papírlapon elhelyezett két pontot hozunk fedésbe egymással azáltal, hogy
ravaszul összehajtjuk a lapot.
Apró pontok
A neutrínók maguk is a nagy univerzális részecskecsalád viszonylag
kevéssé ismert, kicsiny tagjai. Kisebbek, mint a protonok meg a
neutronok, melyek az atommagot alkotják, s jóval kisebbek még az atomok
héjában található elektronoknál is - az általunk ismert, szigorúan vett,
érzékszerveinkkel megtapasztalható anyag jól megvan nélkülük is. Ennek
dacára mindenhol ott vannak, óriási mennyiségben vannak jelen
környezetünkben és bennünk is, csak éppen nem vesszük észre a
jelenlétüket, hiszen nem lépnek reakcióba velünk. (Amúgy ne bízzuk el
magunkat: az általunk ismert anyagféleség pusztán az univerzum négy
százalékát teszi ki!) A neutrínók közelebbről a leptonok közé tartoznak,
akárcsak a közismert elektronok, és a kevéssé közismert müonok és
tau-részecskék, melyekkel három fajtájuk kapcsolatba hozható. Már
létükre is csak úgy következtetett Pauli, a zseniális dán tudós, hogy
nélkülük nem teljesültek volna az egyik nukleáris alapreakció, a
béta-bomlás esetén a megmaradási törvények. Neutrínók mindenhol
keletkeznek a világegyetemben, ahol radioaktív bomlás zajlik - forrásuk
éppúgy lehet egy csillag, mint a Föld belseje vagy éppen a paksi
atomerőmű. Legegzotikusabb forrásaik az úgynevezett
szupernóva-kitörések, ahol a protonok elektronbefogással neutronokká
alakulnak - s közben neutrínók szabadulnak fel. A földünket elérő
neutrínósugárzás éppen keletkezésének körülményei miatt mindig is
kozmikus információt hordoz - a neutrínókutatás pont ezért
kulcsfontosságú a napfizika, az asztrofizika, a kozmológia és persze a
részecskefizika számára is.
Sokáig úgy hitték, hogy tömegük sincs, alig több mint egy
évtizede, éppen a már említett neutrínóoszcilláció felfedezésével vált
bizonyossá, hogy legalább egyik fajtájuk bír valamennyi (nagyon csekély
tömeggel), ami így is csak egy hidrogénatom milliárdod része. A
neutrínók amúgy sem könnyen észlelhető részecskék: hogy mást ne
mondjunk, kis tömegük és az elektromágneses sajátságok hiánya miatt úgy
mennek át Földünkön, mintha itt se volnánk.
Korábban a fizikusok - a sztenderd modellt alapul véve - azt
feltételezték, hogy a neutrínóknak tömeg híján csupán egyfajta (a
részecskefizika játékos nyelvén "balkezes") változatuk lehetséges,
amelyre hat az úgynevezett gyenge kölcsönhatás. Ha viszont van tömegük
(s úgy tűnik, van nekik ilyen), akkor létezniük kell "jobbkezes"
neutrínóknak is, amelyre nézve a gravitáción kívül semmilyen
kölcsönhatás nem működik. Elvileg éppen az ilyen dilemmák feloldására
hozták létre az OPERA-kísérletet, amely - meglehet, átmenetileg -
egészen más észlelései miatt vált fontossá, ám idővel talán ezekre az
eredeti, szintén izgalmas kérdésekre is választ kaphatunk.
Forrás: http://magyarnarancs.hu/tudomany/a_fenysebessegnel_gyorsabb_neutrinok_-_siet_haza-77053 |
Kategória: Az OPERA kutatásokkal kapcsolatos cikkek | Hozzáadta:: tegelysajto (2012-06-19)
|
Megtekintések száma: 349
| Helyezés: 5.0/1 |
|
|
|