Neutrinová astronomie

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

Moderní odvětví astronomie, které poznává vesmír na základě informací získaných neutrinovým zářením. Je vázáno na fyziku elementárních částic, především na neutrina. Neutrinová astronomie se zabývá kosmickými neutrinovými zdroji, šířením neutrinového záření kosmickým prostředím a neutrinovými detektory.

Slabost interakce neutrin s hmotou je značnou překážkou pro jejich pozorování. Neutrinový detektor vyžaduje velké množství detekční látky, a přesto je zachycení neutrina poměrně vzácnou událostí. Na druhé straně díky této slabé interakci přinášejí neutrina přímé informace o termonukleárních reakcích v jádru Slunce i supernov (a v budoucnosti i hvězd): zatímco odtud nepronikne přímo ven ani jediný foton, neutrina projdou prakticky všechna. Jen jedno ze 100 mld. se zachytí ve Slunci při své cestě z jádra k povrchu.

Kamiokande zaznamenal neutrina z exploze supernovy 1987A. Tím v hrubých rysech potvrdil správnost našich představ o vývoji hvězd. Z velkého třesku – největší exploze vůbec, v níž se zrodil vesmír – zůstalo velké množství reliktních neutrin. Jsou zdaleka nejhojnějším druhem neutrin. Prostupují nejen všechen kosmický prostor, ale i všechna tělesa v něm. Tato všudypřítomná neutrina se někdy nazývají neutrinové moře. Do neutrinového moře stále přibývají nová neutrina vznikající ve hvězdách termonukleárními reakcemi a beta-rozpadem radioaktivních prvků na planetách. Do neutrinového moře přispívá i kosmické záření, které srážkami s jádry atomů v atmosférách planet a v mezihvězdném prostoru vyvolává spršky energetických částic. Mezi vzniklými částicemi jsou i pí-mezony (p+ a p), jejichž rozpad je provázen vznikem neutrina. Např.

p+ → m+ + nm , (1)

p → m + ~nm , (2)

m+ → e+ + ne + ~nm , (3)

m → e + ~ne + nm. (4)

Podle (4) se mionové neutrino nm při srážce s neutronem v molekule těžké vody (v neutrinovém detektoru) odrazí a změní v záporný mion:

nm→ m + e+ + ne , (5)

a to v případě, má-li nm dostatečně velkou energii (> 107 MeV). Vzniklý mion je nabitá částice a lze ji snadno zjistit, např. pomocí Čerenkovova záření. Obdobně i tauonové neutrino nt lze zjistit, pokud se srazí s neutronem a změní se v t.

Nově vybudované neutrinové detektory (Sudbury Neutrino Observatory a Superkamiokande) mají možnost sledovat všechny tři druhy neutrin. Pokud SNO a Superkamiokande naměří stejný počet všech tří druhů neutrin, znamená to, že při cestě k Zemi sluneční elektronová neutrina oscilují, tj. jest mění svoji identitu. Tím by se vyřešil problém slunečních neutrin a nebylo by nutné měnit model Slunce.

Oscilovat mohou jen neutrina s nenulovou klidovou hmotností. To má obrovský význam pro kosmologii, neboť i při velmi malé hmotnosti by neutrina (pro svůj obrovský počet) mohla tvořit převážnou část nezářivé hmoty ve vesmíru.

Obsah

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje