Роль нейтрино во Вселенной

  • ID: 45429 
  • 15 страниц

Фрагмент работы:

Введение 3

1. Характеристика нейтрино 4

1.1. Открытие нейтрино 4

1.2. Свойства нейтрино 5

2. Нейтрино во Вселенной 8

2.1. Реликтовые нейтрино 8

2.2. Нейтринная Вселенная 10

2.3. «Темная энергия» Вселенной 12

Заключение 15

Список литературы 16

Введение

Одной из основных проблем в ядерной физике 20-30-х годов ХХ века была проблема бета-распада: спектрэлектронов, образующихся при ?-распаде, измеренный английским физиком Джеймсом Чедвиком ещё в 1914 году, имеет непрерывный характер, то есть, из ядра вылетают электроны самых различных энергий.

....

Цель данной работы – рассмотреть роль нейтрино во Вселенной. Для этого будут решаться такие задачи.

Рассмотреть историю открытия и свойства нейтрино.

Определить значение нейтрино в астрофизике.

Эта тема актуальна, т.к. приближает к понятию одной из самых тайн Вселенной – ее происхождение.

1. Характеристика нейтрино

1.1. Открытие нейтрино

В те годы, когда ученым были известны только электрон, протон и фотон, для подобного предположения была нужна большая научная смелость. После открытия в 1932-м тяжелой нейтральной частицы - нейтрона - итальянский физик Энрико Ферми предположил называть частицу, охарактеризованную Паули, « нейтрино », что буквально означает «нейтрончик». Как выяснилось позднее, гипотеза о существовании  нейтрино  «спасла» не только закон сохранения энергии, но и законы сохранения импульса и момента количества движения, а также основные принципы статистики частиц в квантовой механике. А сама гипотеза Паули естественным образом вошла в теорию бета-распада, созданную Ферми в 1934 году. Прежде чем стать равноправным членом семьи элементарных частиц,  нейтрино  еще долгое время оставались чисто гипотетическими частицами. Совершенно необходимые для объяснения многих легко наблюдаемых превращений сами они на протяжении более чем 20 лет оставались неуловимыми.

1.2. Свойства нейтрино

Нейтрино  — нейтральные лептоны с полуцелым спином, участвующие только в слабом и гравитационном взаимодействиях.  Нейтрино  малой энергии чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: так,  нейтрино  с энергией порядка 3-10 МэВ имеют в воде длину свободного пробега порядка 1018 м (около 100 св. лет). Также известно, что каждую секунду через площадку на Земле в 1 см? проходит порядка 1011  нейтрино , испущенных Солнцем. Однако никакого воздействия, например, на тело человека они не оказывают. В то же время,  нейтрино  высоких энергий успешно обнаруживаются по их взаимодействию с мишенями.

2. Нейтрино во Вселенной

2.1. Реликтовые нейтрино

Давно и внимательно изучались процессы, в которых участвуют  нейтрино  и которые могут играть важную роль в астрофизике. Было, в частности, установлено, что  нейтрино  в просторах  Вселенной  очень много, почти столь же много, как и реликтовых электромагнитных квантов — реликтовых фотонов.

2.2. Нейтринная Вселенная

Согласно данным, полученным в ИТЭФе, нейтрино в 20 тысяч раз легче электрона и в 40 миллионов раз легче протона. Почему же теоретики считают, что эта легчайшая, ни с чем не взаимодействующая частица должна играть определяющую роль во Вселенной?

....

Заключение

Одно из перспективных направлений использования  нейтрино  — это нейтринная астрономия. Известно, что звёзды, кроме света, излучают значительный поток  нейтрино , которые возникают в процессе ядерных реакций. Поскольку на поздних стадиях звёздной эволюции за счёт  нейтрино  уносится до 90 % излучаемой энергии (нейтринное охлаждение), то изучение свойств  нейтрино  (в частности — энергетического спектра солнечных  нейтрино ) помогает лучше понять динамику астрофизических процессов. Кроме того,  нейтрино  без поглощения проходят огромные расстояния, что позволяет обнаруживать и изучать ещё более удалённые астрономические объекты.

Список литературы

Бакал Дж. Нейтринная астрофизика. — М., 2003.

Биленький С.М., Понтекорво Б.М. Смешивание лептонов и осцилляции нейтрино  // Успехи физ. наук. 2007. Т. 123, вып. 3.

Кабардин О. Физика. — М., 2008.

Кочаров Г.Е.Новая теория связывает массу   нейтрино  с ускоряющимся расширением  Вселенной // Соросовский Образовательный Журнал. 2006. № 10.

И. Новиков. И.Н. Черные дыры и   Вселенная. — М., 2008. 

Физический энциклопедический словарь. — М., 2007.