Nobeli füüsikapreemia läks neutriino-ostsillatsioonide avastajatele ({{commentsTotal}})

Foto: Nobeli komitee

Nobeli preemia füüsikas pälvisid sellel aastal jaapanlaneTakaaki Kajita ja kanadalane Arthur B. McDonald neutriino-ostsillatsioonide avastamise eest, millega tõestati, et "universumi kummitusosakestel" neutriinodel on mass.

"Maailma ehitus on kirjeldatud kaasajal elementaarosakeste standardmudeliga, kuhu neutriino ka kuulub. See standardmudel ei nõua iseenesest, et neutriinol oleks mass, aga need mõõtmised, mis said tänavu esile tõstetud preemiaga, näitavad, et neutriiinol on siiski väga väike mass," selgitas Tartu ülikooli füüsika instituudi vanemteadur Piret Kuusk saates "Aktuaalne Kaamera".

"Lähitulevikus ei ole näha, et neutriinosid saaks rakendada rahvamajanduses. Teadmine iseenesest on rikkus," lisas Kuusk.

 

Neutriinod on jagamatud elementaarosakesed, mille liikumiskiirus ulatub peaaegu valguse kiiruseni. Erinevalt valgusest suudaksid need läbistada aga isegi valgusaasta paksusi tinaseinu. Tuumaprotsesside käigus nõrga vastastikmõju tõttu tekkivaid osakesi leidub kolme tüüpi - eristada võib elektron-, müoon- ja tauneutriinosid.

Kajita ja McDonaldi juhitud vastavalt Jaapanis asuva Super-Kamiokande osakestedetektori ja Kanadas asuva Sudbury neutriinoteleskoobi juures töötavad töörühmad suutsid viimaks veenvalt tõestada, et ühte tüüpi neutriinod võivad muutuda teist tüüpi neutriinodeks ehk ostsilleeruda erinevate "maitsete" vahel. Taoline ostsilleerumine on võimalik vaid juhul, kui neutriinodel on mass. Seda aga kaasaaegse osakestefüüsika alustalaks olev standardmudel ei ennustanud.

Kuigi võimaluse üle, et neutriinod võivad ostsilleeruda, arutleti juba alates 1957. aastast saadik – umbes ajal, mil märgati tuumajaamades vabanevaid neutriinosid – tõusis neutriinoprobleem laiemalt füüsikute huviorbiiti alles järgmise kümnendi lõpus, kui hakati registrerima Päikeselt lähtuvat neutriinovoogu. Osakesi registreeriti oluliselt vähem, kui aastakümne alguses tehtud teoreetilised ennustused eelnevalt viitasid.

Võimalik seletus oli olemas – standardmudeli põhjal võis oletada, et lisaks elektronneutriinodele leidub veel kahte tüüpi neutriinosid, mis oleksid võinud mõnede teoreerikute arvates üksteiseks muunduda. Hüpoteesi üritati proovile panna mitmetes eksperimentides. Alati jäi aga veidi ruumi mõneks teiseks tõlgenduseks.

Pöörde tõid Jaapanis kilomeetri sügavusel asuv Super-Kamiokande detektor, mis kujutab endas 50 000 tonni veega täidetud basseini, ja Kanada vanasse tsingikaevandusesse ehitatatud Sudburdy neutriinoobservatoorium. Vaatlused algasid möödunud sajandi lõpus.

Kajita töörühm suutis kosmiliste kiirtel mõjul Maa ülaatmosfääris tekkivate müüonneutriinode näitel veenvalt tõestada, et detektori kohalt lähtuv müoonneutriinode voog teiselt poolt maakera lähtuvast väiksem. Osa osakestest läks juba nii lühikese vahemaaga kaotsi. Sudburdy observatooriumis registreeriti McDonaldi juhtimisel Päikeselt lähtuvaid neutriinosid. Eksperimendis leiti taas, et elektronneutriinode voog moodustas ennustatust vaid kolmandiku. Kõik registreeritud neutriinod andsid aga nende massi erinevusi arvestades kokku ennustatud hulga.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: