განმარტა: რას აკეთებს ტელესკოპი მსოფლიოს ყველაზე ღრმა ტბის შიგნით?

Baikal-GVD არის მსოფლიოში სამი უდიდესი ნეიტრინოს დეტექტორიდან ერთ-ერთი, სამხრეთ პოლუსზე ყინულის კუბთან და ხმელთაშუა ზღვაში ANTARES-თან ერთად.

მონაწილეები ეჯიბრებიან გაყინული ბაიკალის ტბის ყინულზე ბაიკალის ყინულის მცურავი თასის დროს ირკუტსკის რეგიონში, რუსეთი, 2021 წლის 23 მარტს. (როიტერი ფოტო: იური ნოვიკოვი)

გასული კვირის ბოლოს რუსმა მეცნიერებმა გაუშვა მსოფლიოში ერთ-ერთი უდიდესი წყალქვეშა ნეიტრინო ტელესკოპი ბაიკალ-GVD (გიგატონის მოცულობის დეტექტორი) ბაიკაილის ტბის წყლებში, მსოფლიოში ყველაზე ღრმა ტბაში, რომელიც მდებარეობს ციმბირში.

ამ ტელესკოპის მშენებლობა, რომელიც 2016 წელს დაიწყო, მოტივირებულია იმ მისიით, რომ დეტალურად შეისწავლოს ფუნდამენტური ნაწილაკები ნეიტრინოებს და, შესაძლოა, დადგინდეს მათი წყაროები. ამის შესწავლა დაეხმარება მეცნიერებს სამყაროს წარმოშობის გააზრებაში, რადგან ზოგიერთი ნეიტრინო ჩამოყალიბდა დიდი აფეთქების დროს, ზოგი კი აგრძელებს ფორმირებას სუპერნოვას აფეთქებების შედეგად ან მზეზე ბირთვული რეაქციების გამო.

ბიულეტენი| დააწკაპუნეთ, რომ მიიღოთ დღის საუკეთესო ახსნა-განმარტებები თქვენს შემოსულებში

Baikal-GVD არის მსოფლიოში სამი უდიდესი ნეიტრინოს დეტექტორიდან ერთ-ერთი, სამხრეთ პოლუსზე ყინულის კუბთან და ხმელთაშუა ზღვაში ANTARES-თან ერთად.

რა არის ფუნდამენტური ნაწილაკები?

ჯერჯერობით, გვესმის, რომ სამყარო შედგება რამდენიმე ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან, რომლებიც განუყოფელია. ზოგადად, მატერიის ნაწილაკები, რომელთა შესახებაც მეცნიერებმა დღემდე იციან, შეიძლება დაიყოს კვარკებად და ლეპტონებად. მაგრამ ეს ეხება მხოლოდ ნორმალურ მატერიას ან იმ მატერიას, რომელიც მეცნიერებმა იციან, რომ სამყაროს ხუთი პროცენტი შედგება. თავის წიგნში ჩვენ წარმოდგენა არ გვაქვს, კარიკატურისტმა ხორხე ჩამმა და ნაწილაკების ფიზიკოსმა დანიელ უაითსონმა თქვეს, რომ ეს ნაწილაკები ქმნიან მატერიას, რომელიც სამყაროს მხოლოდ ხუთ პროცენტს შეადგენს. ბევრი რამ არ არის ცნობილი სამყაროს დარჩენილი 95 პროცენტის შესახებ, რომელიც ავტორების მიერ კლასიფიცირებულია ბნელ მატერიად (27 პროცენტი) და სამყაროს დარჩენილი 68 პროცენტი, რომლის შესახებაც მეცნიერებს ჯერ წარმოდგენა არ აქვთ.

მაგრამ სამყაროში, მეცნიერებმა იციან, რომ ფიზიკის დარგში ჯერჯერობით შესწავლამ გამოიწვია 12-ზე მეტი ასეთი კვარკისა და ლეპტონის აღმოჩენა, მაგრამ მათგან სამი (პროტონები, ნეიტრონები და ელექტრონები) არის ის, რისგანაც შედგება ყველაფერი მსოფლიოში. . პროტონები (დადებითი მუხტის მატარებელია) და ნეიტრონები (მუხტის გარეშე) კვარკების ტიპებია, ხოლო ელექტრონები (უარყოფითი მუხტის მატარებლები) ლეპტონების ტიპებია. ეს სამი ნაწილაკი ქმნის იმას, რასაც სიცოცხლის სამშენებლო ბლოკად უწოდებენ - ატომს. სხვადასხვა კომბინაციით, ამ ნაწილაკებს შეუძლიათ შექმნან სხვადასხვა სახის ატომები, რომლებიც, თავის მხრივ, ქმნიან მოლეკულებს, რომლებიც ქმნიან ყველაფერს - ადამიანიდან, ხის სკამით, პლასტმასის ფირფიტით, მობილური ტელეფონით, ძაღლით, ტერმიტით, მთით, პლანეტა, წყალი, ნიადაგი და ასე შემდეგ.

რატომ სწავლობენ მეცნიერები ფუნდამენტურ ნაწილაკებს?

იმის შესწავლა, თუ რისგან შედგება ადამიანები და ყველაფერი მათ ირგვლივ, მეცნიერებს აძლევს ფანჯარას სამყაროს უკეთესად გასაგებად, თუ რამდენად ადვილია იმის გაგება, თუ რა არის ნამცხვარი მას შემდეგ, რაც ადამიანმა იცის, რა ინგრედიენტებისაგან შედგება. ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც მეცნიერებს ასე აინტერესებთ ნეიტრინოების შესწავლა (არა იგივე, რაც ნეიტრონები), რომლებიც ასევე ფუნდამენტური ნაწილაკების ტიპია. ფუნდამენტური ნიშნავს, რომ ნეიტრინოები, ისევე როგორც ელექტრონები, პროტონები და ნეიტრონები, არ შეიძლება დაიშალოს უფრო მცირე ნაწილაკებად.

მაშ სად ჯდება ნეიტრინოები?

განსაკუთრებით საინტერესოს ხდის ნეიტრინოებს, არის ის, რომ ისინი ბუნებაში უხვად არიან, ყოველ წამში დაახლოებით ათასი ტრილიონი გადის ადამიანის სხეულში. სინამდვილეში, ისინი მეორე ყველაზე უხვი ნაწილაკებია ფოტონების შემდეგ, რომლებიც სინათლის ნაწილაკებია. მაგრამ სანამ ნეიტრინოები უხვადაა, მათი დაჭერა ადვილი არ არის, ეს იმიტომ ხდება, რომ ისინი არ ატარებენ მუხტს, რის შედეგადაც ისინი არ ურთიერთობენ მატერიასთან.

აშშ-ში Fermi National Accelerator Laboratory-ის მიერ შემუშავებულ ვებსაიტზე ნათქვამია, რომ ნეიტრინო არის ახალი ფიზიკის მინიშნება: სამყაროს აღწერის გზები, რომლებიც ჯერ არ ვიცით. მათ ასევე შეიძლება ჰქონდეთ უნიკალური თვისებები, რაც დაგვეხმარება იმის ახსნაში, თუ რატომ არის სამყარო შექმნილი მატერიისგან და არა ანტიმატერიისგან. ისევე, როგორც ეგრეთ წოდებული ნორმალური მატერიის სუბატომური ნაწილაკები შეიძლება დაიყოს ელექტრონებს, პროტონებს და ნეიტრონებს, ანტიმატერიის შემადგენელ სუბატომურ ნაწილაკებს აქვთ ნორმალური მატერიის საპირისპირო თვისებები. მიუხედავად იმისა, რომ ცნობილია ანტიმატერიის არსებობის შესახებ, ჩვენ ჯერ არ ვიცით, რატომ არსებობს ის ან რამდენად განსხვავდება მისი სუბატომური ნაწილაკების თვისებები ნორმალური მატერიისგან.

ნეიტრინოების აღმოჩენის ერთ-ერთი გზაა წყალში ან ყინულში, სადაც ნეიტრინოები ურთიერთქმედებისას ტოვებენ სინათლის ციმციმს ან ბუშტების ხაზს. ამ ნიშნების დასაფიქსირებლად მეცნიერებს დიდი დეტექტორების აშენება უწევთ. წყალქვეშა ტელესკოპი, როგორიცაა GVD, შექმნილია იმისთვის, რომ აღმოაჩინოს მაღალი ენერგიის ნეიტრინოები, რომლებიც შესაძლოა მოდიოდნენ დედამიწის ბირთვიდან, ან შეიძლება წარმოიქმნას მზეზე ბირთვული რეაქციების დროს.

ᲒᲐᲣᲖᲘᲐᲠᲔᲗ ᲗᲥᲕᲔᲜᲡ ᲛᲔᲒᲝᲑᲠᲔᲑᲡ: