Λύθηκε το μυστήριο των "χαμένων" νετρίνων

Ιταλοί φυσικοί ανακοίνωσαν ότι πιθανότατα έλυσαν το μυστήριο των "αγνοούμενων" νετρίνων, που αποτελούσαν ένα από τα αινίγματα του υποατομικού κόσμου της σωματιδιακής φυσικής. Ερευνητές της ομάδας OPERA του Εθνικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής της Ιταλίας για πρώτη φορά κατάφεραν να παρατηρήσουν άμεσα -με ποσοστό βεβαιότητας 98%- τα νετρίνα να μεταλλάσσονται από το ένα είδος σε ένα άλλο, τα ταυ-νετρίνα.

Αν επόμενα πειράματα επιβεβαιώσουν την ανακάλυψη, μπορεί να φέρουν "αναταράξεις" στο Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής, αλλά και να ρίξουν φως στην κατανόηση της λεγόμενης "σκοτεινής" ύλης, που θεωρείται ότι συνιστά το 25% του σύμπαντος. Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει ότι πολύ λιγότερα νετρίνα (ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια που ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός) φθάνουν στη Γη σε σχέση με τις ποσότητες που εδώ και περίπου 80 χρόνια προβλέπουν οι κυρίαρχες θεωρίες για τον ήλιο. Αυτό σημαίνει είτε ότι οι θεωρίες είναι λανθασμένες, είτε ότι κάτι συμβαίνει στα νετρίνα καθ' οδόν.

Τουλάχιστον ένα είδος νετρίνων, τα μιονικά νετρίνα, είχαν παρατηρηθεί να αλλάζουν "ταυτότητα" και να εξαφανίζονται, γεγονός που είχε οδηγήσει στη θεωρία (που κέρδισε και το νόμπελ φυσικής του 1969) ότι τα νετρίνα μπορούν να μεταμορφώνονται ως "χαμαιλέοντες" σε άλλες αόρατες μορφές. Όμως ποτέ δεν είχε μέχρι σήμερα παρατηρηθεί άμεσα ένα μιονικό νετρίνο να μεταμορφώνεται σε ταυ-νετρίνο.

Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο τα νετρίνα δεν μπορούν να έχουν μάζα, όμως τα νέα πειράματα δείχνουν πως έχουν, γιατί η μεταμόρφωσή τους από το ένα είδος σωματιδίου στο άλλο προϋποθέτει την ύπαρξη μάζας. Ο ιταλός ερευνητής και εκπρόσωπος της ομάδας OPERA Αντόνιο Ερεντιτάτο δήλωσε ότι "βρέθηκε το κομμάτι του παζλ που έλειπε. Αν αποδειχτεί αληθινό, σημαίνει ότι μια νέα φυσική θα χρειαστεί για να το εξηγήσει".

"Η εξέλιξη αυτή είναι πραγματικά συναρπαστική, επειδή δείχνει ότι υπάρχουν πράγματα πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο", συμφώνησε ο εκπρόσωπος Τζέημς Γκίλις του CERN, το οποίο θεωρεί την ανακάλυψη ως ευνοϊκό προμήνυμα και για το δικό του φιλόδοξο ερευνητικό πρόγραμμα ανακάλυψης νέων δεδομένων στη φυσική. Το πείραμα του Εθνικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής της Ιταλίας συνεργάζεται με το CERN, αλλά είναι αυτόνομο.

Η παρατήρηση της μεταμόρφωσης του νετρίνου συνέβη στη διάρκεια του "ταξιδιού" μιας ακτίνας (σαν λέιζερ), η οποία αποτελείτο από δισεκατομμύρια μιονικά νετρίνα και η οποία στάλθηκε από το CERN κοντά στη Γενεύη, μέσω της Γης κάτω από τις Άλπεις, στο Εργαστήριο Γκραν Σάσο κοντά στην πόλη Ακουίλα της κεντρικής Ιταλίας, μια απόσταση 730 χλμ. που τα σωματίδια διέσχισαν σε 2,4 χιλιοστά του δευτερολέπτου, σύμφωνα με τα πρακτορεία Ρόιτερ και Γαλλικό. Οι ιταλοί ερευνητές δήλωσαν αισιόδοξοι ότι μετά την παρατήρηση ενός ταυ-νετρίνου, θα ακολουθήσουν και άλλες παρατηρήσεις, που θα επιβεβαιώσουν πέραν πάσης αμφιβολίας ότι τα νετρίνα μπορούν να "μεταμορφώνονται" σε άλλα σωματίδια.

Η σπανιότητα της "μετάπτωσης" (μεταμόρφωσης) των νετρίνων, σε συνδυασμό με το γεγονός ότι τα σωματίδια αυτά αλληλεπιδρούν μόνο ασθενώς με την ύλη, έχει ταλανίσει τόσο πολύ τους επιστήμονες. Αντίθετα με τα φορτισμένα σωματίδια, τα νετρίνα δεν είναι ευαίσθητα στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, που συνήθως χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να ελέγξουν την τροχιά των ακτίνων σωματιδίων. Τα νετρίνα επίσης μπορούν να περάσουν αόρατα μέσα από την ύλη (π.χ. από τον τοίχο ή το σώμα σας!).

Χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια από τότε που άρχισαν οι επιστήμονες του CERN να στέλνουν τις ακτίνες των μιονικών νετρίνων προς τους ιταλούς συναδέλφους τους, μέχρι τελικά να παρατηρηθεί τώρα για πρώτη φορά η "μεταμόρφωση" ενός νετρίνου σε ταυ-νετρίνο. Δεν αποκλείεται, σύμφωνα με τους ερευνητές, να υπάρχουν και άλλα, αόρατα μέχρι σήμερα, είδη σωματιδίων στα οποία μετατρέπονται τα νετρίνα, πράγμα που μπορεί να ερμηνεύει τη "σκοτεινή ύλη".

Πηγή:ΕΡΤ

Πάμε να δούμε τι είναι το νετρίνο σωματίδιο;

Νετρίνο

Το νετρίνο είναι ένα αφόρτιστο και πολύ ελαφρύ σωματίδιο, του οποίου η ύπαρξη προτάθηκε από τον αυστριακό φυσικό Βόλφγκανγκ Πάουλι , ώστε να ισχύει η αρχή διατήρησης τις ορμής και της ενέργειας στην ραδιενεργή εκπομπή ηλεκτρονίων από τον ατομικό πυρήνα, τη λεγόμενη β΄ διάσπασης

Τα νετρίνα παρατηρήθηκαν δεκαετίες μετά την πρόταση του Πάουλι. Πρόκειται για σωματίδια που αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη, συνεπώς είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθούν. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ειδικές πειραματικές διατάξεις, γνωστές ως "τηλεσκόπια νετρίνων ", τοποθετημένες βαθιά μέσα σε εγκαταλειμμένα ορυχεία ή στον πυθμένα της θάλασσας, προκειμένου να μην επηρεάζονται από την κοσμική ακτινοβολία, καθώς τα νετρίνα δύσκολα εντοπίζονται, απαιτείται μια τέτοιου είδους "μόνωση" από άλλες αλληλεπιδράσεις, αλλά και το μεγάλο μέγεθος της πειραματικής διάταξης.

Σήμερα μετά τα τελευταία πειράματα έχει αποδειχθεί ότι υπάρχουν τριών ειδών ή όπως λέγεται "γεύσεων" νετρίνα. Η μάζα τους κυμαίνεται ανάλογα από μερικά ηλεκτρονιοβόλτ (eV) έως μερικά MeV. Οι τρεις τύποι νετρίνο διαφέρουν μεταξύ τους. Για παράδειγμα, όταν τα μιονικά νετρίνο αλληλεπιδρούν με κάποιο στόχο θα παράγουν πάντα μιόνια και ποτέ ταυ ή ηλεκτρόνια. Στις άλληλεπιδράσεις σωματιδίων, αν και τα ηλεκτρόνια και τα νετρίνο ηλεκτρονίων μπορούν να δημιουργούνται και να κατάστρέφονται, το άθροισμα του αριθμού των ηλεκτρονίων και των νετρίνο των ηλεκτρονίων, διατηρείται σταθερό. Το γεγονός αυτό μας έχει οδηγήσει στη διαίρεση των λεπτονίων σε τρεις οικογένειες, που η καθεμιά περιλαμβάνει ένα φορτισμένο λεπτόνιο και το αντίστοιχό του νετρίνο.

Πηγή:wikipedia