न्यूट्रिनो बीम कैसे बनाएं और न्यूट्रिनो का पता कैसे लगाएं

न्यूट्रिनो बीम कैसे बनाएं

एक न्यूट्रिनो बीम बनाने के लिए लोगों पर एक सरल व्याख्या (विवरण विशेष प्रयोगात्मक प्रयोगशाला पर निर्भर करता है)।

सबसे पहले, प्रोटॉन की एक बीम बनाएं - जैसे कि आप लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर लोड कर रहे थे (यह एक अलग कहानी है, लेकिन अभी के लिए, यह मान लें कि प्रोटॉन बीम मौजूद है)।

फिर टारगेट के साथ प्रोटॉन बीम से टकराएं - सामग्री की एक पतली शीट। प्रोटॉन सामग्री के परमाणुओं के नाभिक के साथ टकराएंगे और उन्हें तोड़ देंगे - न केवल उन्हें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में विभाजित करेंगे, बल्कि सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रकार के चार्ज के साथ कई अन्य कणों को उत्पन्न कर सकते हैं, जिसमें पियोन (हैड्रोन का एक उदाहरण) भी शामिल है। ये सभी कण पदार्थ की शीट के पीछे से बाहर निकलेंगे, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, पियोन और कुछ अन्य कणों का एक बीम होगा।



अब बीम और चुंबक को संरेखित करें। एक चुंबक आवेशित कणों का मार्ग मोड़ देता है। वक्रता की दिशा कण आवेश पर निर्भर करती है; वक्रता की डिग्री कण की ऊर्जा पर निर्भर करती है। तो न्यूट्रॉन सीधे गुजरेंगे, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पियर्स एक दिशा में जाएंगे, और प्रोटॉन और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पाइन दूसरे में जाएंगे। अधिकांश कणों को दीवार में जाने दें; जहां आप मार्ग छोड़ते हैं, वहां से गुजरने वाले कणों में लगभग समान ऊर्जा और विद्युत आवेश होंगे। इस प्रकार, मार्ग को सही स्थान पर रखकर, आप मुख्य रूप से एक ही ऊर्जा के साथ सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पिंस से मिलकर एक बीम प्राप्त कर सकते हैं।

Peonies क्षय करने लगते हैं, एक एंटीम्यून और न्यूट्रिनो में बदल जाते हैं। जल्द ही, आपके बीम में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए म्यूऑन शामिल होंगे, कई अभी तक क्षय नहीं हुए हैं और प्रोटॉन को प्रोटॉन, साथ ही न्यूट्रिनो भी।



अब बीम को दूसरे चुंबक के साथ संरेखित करें। न्यूट्रिनोस, जैसा कि विद्युत रूप से तटस्थ है, आगे बढ़ेगा। सकारात्मक रूप से आवेशित कण - म्यून्स, और प्रोटॉन के साथ शेष पाइन्स एक दिशा में विचलन करेंगे। उन्हें दीवार पर जाने दो। और क्या रहेगा? न्यूट्रिनो का रे। विशेष रूप से संकीर्ण नहीं, निश्चित रूप से, लेकिन यदि आपने बड़ी संख्या में प्रोटॉन के साथ शुरू किया, तो यह बहुत शक्तिशाली होगा।

प्रारंभिक प्रोटॉन और मध्यवर्ती पिंस की गति की दिशा को नियंत्रित करके, आप इस बीम को किसी भी दिशा में निर्देशित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, इसे सर्न में बनाया जा सकता है और ग्रैन सस्सो डी 'इटालिया के पहाड़ों की ओर निर्देशित किया जा सकता है, जहां ओपरा प्रयोग होता है। यह बीम संकरी नहीं होगी - जब तक यह ग्रान सासो तक 730 किमी का सफर तय करती है, तब तक यह 2 किमी के पार होगी। लेकिन यह हमारे उद्देश्यों के लिए पर्याप्त होगा।

न्यूट्रिनो का पता कैसे लगाएं

न्यूट्रिनो का पता लगाने के तरीके के बारे में लोगों को बताने के लिए एक सरल व्याख्या।

न्यूट्रीनो लगातार आपके शरीर से गुजरता है। उनकी धारा सूर्य से आती है, इसकी केंद्रीय भट्टी से, और यहां तक ​​कि अगर आप ग्रह की रात में हैं, तो ये न्यूट्रिनो पृथ्वी से और आपके शरीर के माध्यम से गुजरते हैं जैसे कि कोई पृथ्वी नहीं है। कॉस्मिक किरणें (बाहरी अंतरिक्ष से आने वाली उच्च-ऊर्जा कण) अक्सर ऊपरी वायुमंडल में परमाणुओं पर प्रहार करती हैं और कई न्यूट्रिनो का उत्पादन करती हैं। वे भी आपके पास से गुजरते हैं।

लगभग हमेशा। लेकिन न्यूट्रिनो का एक बहुत, बहुत छोटा हिस्सा किसी चीज में दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है।

यदि एक न्यूट्रिनो परमाणु के नाभिक में प्रवेश करता है, प्रोटॉन या न्यूट्रॉन में से एक के अंदर से गुजरता है, और (मोटे तौर पर बोल रहा है) प्रोटॉन या न्यूट्रॉन के अंदर क्वार्क (या एंटीकार्क) के बहुत करीब है, तो एक अच्छा मौका है कि न्यूट्रिनो और क्वार्क (या एंटीकार्क)। चेहरा। परमाणु के पीछे इलेक्ट्रॉन से टकराकर न्यूट्रिनो के बारे में भी यही कहा जा सकता है। लेकिन यह प्रक्रिया अक्सर नहीं होती है, क्योंकि इसमें एक कमजोर परमाणु संपर्क शामिल है, और (विशेषकर कम ऊर्जा वाले न्यूट्रिनों के लिए) इस बातचीत की कमजोरी इस तरह के टकराव की दुर्लभता की गारंटी देती है।

मान लीजिए कि एक न्यूट्रिनो अभी भी एक परमाणु नाभिक के अंदर एक क्वार्क या एंटीक्वार्क से टकराता है: आगे क्या होता है? यदि न्यूट्रिनो में पर्याप्त ऊर्जा होती है, तो यह न्यूक्लियस को अलग-अलग प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में तोड़ देता है, और अक्सर, अगर इसकी ऊर्जा अधिक होती है, तो यह पिओन्स (एक अन्य प्रकार का हैड्रोन: एक कण जिसमें क्वार्क, एंटीकार्क और ग्लुआन होते हैं, न्यूट्रॉन के साथ प्रोटॉन की तरह होता है) की ओर जाता है। न्यूट्रिनो अपने रास्ते को अपंजीकृत जारी रखता है, लेकिन परिणामस्वरूप प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और पियोन देखे जा सकते हैं, क्योंकि वे बदले में, अन्य परमाणु नाभिकों से टकराते हैं, और उन्हें टुकड़ों में तोड़ देते हैं। अवलोकन विधियों की विशिष्ट विशेषताएं डिटेक्टरों पर निर्भर करती हैं।

एक और संभावना है। कभी-कभी एक क्वार्क या एंटीक्वार्क के साथ टकराव के दौरान, एक न्यूट्रिनो एक चार्ज किए गए लिप्टन में बदल सकता है, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन या ताऊ। लिप्टन का प्रकार इस बात पर निर्भर करता है कि न्यूट्रिनो किस प्रकार का था, और यहां तक ​​कि न्यूट्रिनो के आने से पहले इस पर निर्भर हो सकता है।

इस विकल्प की संभावना कमजोर परमाणु संपर्क की ख़ासियत से तय होती है, जो डब्ल्यू-फ़ील्ड के माध्यम से इस परिवर्तन को अंजाम देता है, जिनमें से लहरें डब्ल्यू-कण हैं। इस मामले में, कोई न केवल प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और पहले और बाद के टकराव से बिखरने वाले पिंस का पता लगा सकता है, बल्कि इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन या ताऊ क्षय उत्पादों को भी न्यूट्रिनो में बदल देता है। बाद के मामले में, ताऊ के क्षय उत्पादों में एक इलेक्ट्रॉन, एक म्यूऑन या कई फोटॉन के साथ एक शेर शामिल है - और यह सब तय किया जा सकता है।

यह पता चला है कि यद्यपि हम आसानी से और मज़बूती से न्यूट्रिनो की उपस्थिति को उस तरह से ठीक नहीं कर सकते हैं जो इलेक्ट्रॉनों या म्यून्स (पदार्थ से गुजरते समय परमाणुओं से टकराकर) या प्रोटॉन (न्यूट्रॉन) से टकराकर (बड़ी संख्या में परमाणु नाभिक के साथ टकराते हुए) से होती है। फिर भी, हम कभी-कभी उनका निरीक्षण कर सकते हैं। यदि आपके पास पर्याप्त न्यूट्रिनो है, उदाहरण के लिए, बहुत दूर का तारा सुपरनोवा में नहीं बदल गया है, या न्यूट्रिनो बीम के केंद्र में, या सूर्य से सिर्फ एक निरंतर न्यूट्रिनो प्रवाह भी है, तो हम इन न्यूट्रिनो का पता लगा सकते हैं जब उनमें से कोई भी टकराता है डिटेक्टर के अंदर परमाणु नाभिक। यह इस तथ्य के कारण है कि एक दुर्भाग्यपूर्ण नाभिक के साथ एक टकराव भी प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और पाइन्स (जिसे हम आसानी से पता लगा सकते हैं) का एक झरना बना सकते हैं, और संभवतः, इलेक्ट्रॉनों और म्यून्स (जो हम भी आसानी से पा सकते हैं)।

यह पता चला है कि न्यूट्रिनो का अध्ययन करने के तरीकों में से एक शक्तिशाली न्यूट्रिनो किरणें बनाना है, एक डिटेक्टर का निर्माण करना है जो एक न्यूट्रिनो से टूटे हुए नाभिक से उड़ने वाले प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, पियन्स, म्यून्स और / या इलेक्ट्रॉनों को पकड़ सकता है (धैर्य रखें) 16,000 न्यूट्रिनो - प्रति दिन केवल आधा दर्जन)। दुनिया में कई अन्य न्यूट्रिनो डिटेक्टर हैं, वे विभिन्न सामग्रियों और विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करते हैं। एक सामान्य तरीका यह है कि पानी या किसी अन्य स्वच्छ तरल से भरे एक विशाल डिटेक्टर का निर्माण किया जाए, जो कि ब्रह्मांडीय किरणों से खुद को बचाने के लिए गहरे भूमिगत स्थित हो, और धैर्यपूर्वक सूर्य से या ब्रह्मांडीय किरणों में से कुछ यादृच्छिक न्यूट्रिनो की प्रतीक्षा करें, या एक सुपरनैचुरल "स्प्रे" उत्पन्न कर सकता है। "। और स्पलैश मूर्त हैं - हाल के वर्षों में, न्यूट्रिनो की मदद से, कई महत्वपूर्ण खोजें पहले ही की जा चुकी हैं। शायद इनमें से सबसे महत्वपूर्ण OPERA पर बनाया गया था। [सितंबर 2011 में लेख लिखने से कुछ समय पहले, इस प्रयोग में डेटा प्राप्त किया गया था, जिसके अनुसार कुछ न्यूट्रिनो ने प्रकाश की गति से अधिक गति में गति दिखाई थी। सावधानीपूर्वक जाँच के बाद यह पता चला कि इसका कारण प्रयोग की त्रुटि थी - लगभग। ट्रांस।]