Neytrino

Neytrino - leptonlarga oid elektrik neytral zarra. Nomni 1932 yilda E.Fer­mi o’ylab toptan bo’lib, u italyanchadan tarjimada «neytroncha» demakdir. Neytrinoning mavjudligi haqidagi gipotezani V.Pauli 1930 yilda energiyaning saqlanish qonunini qutqarish maqsadida tavsiya qilgan edi. Butun fizika zaminida yotgan bu fundamental qonunga nima taxdid qilardi? Kelajakda neytropik birinchi bo’lib ochgan J.Chedvik 1914 yildayoq, atom yadrolarining beta-emirilishida chiqadigan elektronlarning kinetik energiyasi noldan biror emax maksimal kattalikkacha oraliqda istalgan qiymatlar olishini topgan edi. Energiyaning saqlanish qonuniga ko’ra, elektronlar boshlang’ich va oxirgi yadrolarning energiyalari farqi bilan belgilanuvchi juda aniq, energiya qiymati olishi kutilgan edi. Boshqa tip yemirilishlar aynan shunday xossaga ega edilar. Paulnning taxminicha, energiyaning bir qismini qandaydir ko’rinmaydigan zarra olib ketadi va uning energiyasi bilan elektron energiyasi yig’indisi, haqiqatan, doimiy bo’lib, faqat shu zarra bilan elektron orasidagina energiya taqsimoti o’zgaradi. O’sha yillarda faqat elektron, proton va fotongina ma’lum bo’lib, bunday taxmin qilish uchun juda katta ilmiy jasorat kerak edi.

E.Fermi 1934 yilda yaratgan β-emirilish nazariyasi (neytrino ishtirokida) eksperimentlarda tasdiqlandi. Biroq fiziklar neytrinoni “tutish”guncha 20 yildan ortiq vaqt o’tdi. Bunday holga bu zarraning g’alati xossalari sababchi edi.

Elektrik neytral bo’lganidan, neytri­no elektromagnitik o’zaro ta’sirlarda ishtirok etmaydi. Barcha leptonlar kabi, u kuchli o’zaro ta’sirga ham berilmaydi, neytrinoni kuzatishning katta qiyinchiliklari shundan kelib chiqadi: uning o’zi yadro nurlanishlari detektorlariga iz qoldirmaydi va uning ishtirokida sodir bulgai reaksiyalarda turilgan zaryadli zarralarning ion bo’yicha qayd qilinadi. Biroq, kuchsiz o’zaro ta’sirlar vujudga keltiradigan bunday reaksiyalarning ehtimolligi juda kichik bo’lgani sababli, neytrino g’oyat katta o’tish xususiyatiga egadir. Hatto, yerdan Quyoshgacha masofaga teng qalinlikdagi po’lat plita ham unga to’siq bo’la olmaydi; bunday plita faqat yuz milliondan bir neytrinonigina tutib qolaoladi. Yadro reaktorlari yaratilgandan keyingina neytrino vujudga keltiradigan reaksiyalarni kuzatish mumkin bo’ldi (Yadro reaksiyalari). Uran bo’linish parchalarining β-yemirilishi natijasida 1 bo’linishga taxminan 6 zarra miqdorida antineytrino chiqadi. Qudratli reaktordan chiqadigan antineytrino oqimi 1 sm2 ga 1 s da 1013 zarraga borganidan, hatto kichik ehtimollikda ham antineytrino vujudga keltiradigan reaksiya yuz berishi mumkin. Neytrino bevosita birinchi kuzatilgan reaksiya yosh fizike+r→p+e+F. Raynes va K. Kouen tomonidan 1953 yilda Xanford (AQSh) da reaktordagi tajribalarda kuzatiladi (yosh fizik - antineytrino, r-proton, n-neytron, e+ - pozitron).

Zaryadlangan leptonlardagidek, neytrino o’zining - antizarrasiga aynan o’xshash emas. Bu har xil sharoitlarda tug’ilgan neytrino xossalarining turlicha ekanligida namoyon bo’ladi. Masalan, neytronning β-emirilishi: p→p+e++yosh fizik, da elektron (e-) bilan juftda hosil bo’ladigan neytrino yosh fizik+r→p-t-e+ teskari reaksiyani vujudga keltirishi mumkin; protonning yadro ichida β-emirilishi: r→p+e+e da pozitron bilan juftda hosil bo’ladigan neytrino esa, bunday reaksiyani yuzaga keltirmaydi. 50-yillarning o’rtalarida νe, neytrino va yosh fizik antinetrinolarinng farqini isbotlagan tajribalar shu xossaga asoslangan edi. Ionlar (μ-+) bilan juftda hosil buladigan neytrinoning elektron neytrinodan farqli ekanligi ham yuqorndagidek usul bilan isbotlangan edi. Shunday qilib, neytrinonnig quyidagi ko’rinishlari mavjud: yosh fizik Oxirgi juft neytrino yaqinda ochilgan og’ir tau-lepton (τ-lepton) bilan bog’liq.

Har xil neytrinolarning turlncha xossalari qanday fizik sabablarga bog’liq, degan savolga fan hozircha javob bergani yo’q.. Bu farqlarni tavsiflash uchun kiritilgan ayrim tip lepton zaryadlar (Leptonlar) hozirgacha aniq fizik talqinga ega emas. Bitta tipdagi neytrino va antineytrinolarning farqlari sabab ancha ravshandir. Zaryadlangan leptonlar kabi, neytrino ½ ga teng spinga ega. Bunday zarralar ularning impulslari bo’yicha yoki unga qarshi yo’nalgan spinli ikkita qutblangan holatda bo’lishligi kvant mexanikadan ma’lum. Qandaydir sabablarga ko’ra, hozirgacha kuzatilgan neytrino hamma vaqt ularning impulslariga qarshi yo’nalgan spinga ega edi. Antineytrino spini bo’lsa. aksincha, hamma vaqt ularning impulsiga paralleldir. Shunday qilib, neytrino antineytrinodan faqat lepton zaryadi ishorasi bilangina emas, balki o’zining spiralligi (spinning impuls yo’nalishiga proyeksiyasi) bilan ham farq qiladi. Neytrino chiqarish bilan o’tuvchi kuchsiz protsesslarda ko’zgu simmetriyaning buzilishi neytrinoning shu xossasi bilan bog’liqdir (Juftlik).

Turli xil neytrinolarningsoni haqidagi masala katta qiziqish uyg’otadi. Neytrino xillarining soni geliyning Koinotdagn nisbiy miqdori bilan bog’liq bo’lganligidan, eksperimental astrofizik ma’lumotlar asosidagina chamalar mavjuddir (Astrofizika). Ma’lum bo’lishicha, bu son uncha katta bo’lmay, taxminan 4 - 6 dir. Shunday qilib, neytrinoning deyarli barcha xillari topilib bo’lgan bo’lsa, ajab emas. Bu savolga javob, aftidan, kelgusida tezlatgichlarda bajariladigan tajribalardan olinsa kerak.

Neytrinoning tinchlik massasi odatda, fotondagidek, nolga teng, deb hisoblanadi. Biroq, fotondagi farqli ravishda, bunga na nazariya, na eksperimental jiddiy asoslar yo’q. Eksperimentlar natijasida ushbu qiymatlar topilgan:

1980 yilda Eksperimental va nazariy fizika instituti olimlari o’z o’lchashlariga asoslanib, yosh fizik, neytrinoning tinchlik massasn 99% ehtimollik bilan 14 dan 46 eV/2 chegaralarda yotishligini e’lon qildilar. Bu haqiqatan shundaymi, yo’qmi - keyingi eksperimentlar ko’rsatadi.

Neytrino xuddi foton kabi tarqalgan zarradir. Neytrinolar yadrolar va elementar zarralarning kuchsiz yemirilishida hosil bo’ladi. Elementar zarralar bo’lsa, o’z navbatida, kosmik nurlar protonlarining atmosfera va yulduzlararo gaz zarralari bilan to’qnashuvlarida turiladi. Neytrinoning qudratli oqimlari yulduzlar tomonidan ularning ichida sodir bo’luvchi termoyadro reaksiyalari natijasida chiqariladi. Neytrinolar yulduzlarning gravitatsion kollapsida juda mo’l tug’iladi, deb hisoblanadi. Nihoyat, butun fazo Koinot rivojlanishining ilk bosqichlaridan qolgan neytrino gazi bilan to’lgandir; bu gaz relikt nurlanishga o’xshash bo’ladi (Foton, Astrofizika). Relikt neytrinoning har bir turidan 1 sm3 da taxminan 150 zarra bo’lsa-da, uni amalda kuzatib bo’lmaydi.

Keyingi yillarda neytrino fizikasi avj olib rivojlandi. Neytrinoning elementar zarralar bilan o’zaro ta’sirini o’rganish ko’p ma’lumot beradi. Masalan, yosh fizik reaksiyani kuzatish Gleshou, Vaynberg va Salomlarning birlashgan nazariyasi bashorat qilgan yangi xil kuchsiz o’zaro ta’sirni kashf qilishdan iborat edi (q.Tabiat kuchlarining birligi). Yuqori energiyali neytrinoning adronlar bilan o’zaro ta’siri protsessini o’rganish alohida qiziqish uyg’otadi. Bunda neytrino dastalari zarralarni yorituvchi va ularning tuzilishi haqida ma’lumotlar beruvchi mikroskop rolini o’taydi. Bo’larning barchasi yuqori energiyali qudratli neytrino oqimlaridan foydalanilgan va neytrinoning modda bilan o’zaro ta’sirini qayd qilishda g’oyat katta zamonaviy eksperimental qurilmalar ishlatilgan tezlatgichlardagi tajribalarda olingan edi.

Kosmosda sodir bo’luvchi jarayonlar haqida ma’lumotlar olish uchun yerdan tashqi manbalarning neytrino nurlanishini o’rganuvchi neytrino astromomiyasi rivojlana boshladi. Elbrus rayonida (Baksan daryosi vodiysi) va Artemovskning tuz shaxtalarida Yadro tadqiqotlari institutining neytrino observatoriyalari ishlab turibdi. Baksan neytrino teleskopi tog’ yonbag’rida dengiz sathidan 1700 m balandlikda va shtolnya uchidan 550 m ichkarida joylashgan. Teleskop o’lchamlari 16´16´11 m bo’lgan to’rt qavatli bino bo’lib, ssintillyatsion detektorlar bilan qoplangan to’rtta vertikal va to’rtta gorizontal tekisliklardan iboratdir (Yadro nurlanishlari detektorlari). Teleskopda hammasi bo’lib, 3120 detektor bor, ssintillyatorning to’la og’irligi - 330 t. Teleskop qurilma atrofida joylashgan moddaning neytrino bilan o’zaro ta’sirida vujudga keluvchi myuonlarii «tutadi». Uning yordamida kollapslanuvchi va o’ta yangi yulduzlarning neytron chaqnashlari, protonning yemirilishi, magnit monopollar izlanadi va boshqa tadqiqotlar o’tkaziladi.

Neytrino - yerga Quyosh va yulduzlardan keluvchi hamda ular haqida qimmatli ma’lumotlar tashuvchi yagona nurlanish hisoblanadi.

Ma'lumotlardan nusxa ko'chirish uchun telegram botimizga o'ting!
Telegramda bizga qo'shiling!

yosh-fizik. uz