ნეიტრინული ასტრონომია

 BNO, Kamiokande, LVD, MACRO, SNO, astronomy, cosmos, neutrinos, qwelly, relic_neutrinos, space, star_neutrinos, supernova, ასტრონომია, ასტრონომიის_კვლევა, ასტრონომიის_საგანი, ასტროფიზიკა, ეს საინტერესოა, ვარსკვლავი, ვარსკვლავიერი_ნეიტრინო, ზეახალი_ვარსკვლავი, იაპონია, იტალია, კანადა, კოსმოლოგია, კოსმოსი, ნეიტრინო, რელიქტური_ნეიტრინო, რუსეთი, ქველი

      აქამდე განვიხილავდით სამყაროს შესახებ ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით მოპოვებულ ინფორმაციას. საინტერესოა, რა ინფორმაციის მოწოდება შეუძლია კორპუსკულურ გამოსხივებას, ისეთს, როგორიცაა კოსმოსური სხივები? ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ, რომ კოსმოსურ სხივებს უწოდებენ დედაიწაზე კოსმოსიდან დაცემული ნაწილაკების, მაგალითად, ატომების ბირთვებისა თუ პროტონების ნაკადს. დაწვრილებით მათ შესახებ იხილეთ ("კოსმოსური სხივების ასტრონომია"). გალაქტიკური და გალაქტიკათშორისი მაგნიტური ველები ამრუდებე კოსმოსური სხივების ტრაექტორიებს, ამიტომ ისინი არ მიუთითებენ მათი გამომსხივებელი წყაროს მდებარეობაზე. უფრო სრული კვლევებისთვის საჭიროა ისეთი ნაწილაკების რეგისტრაცია, რომელიც ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებენ კოსმოსურ სივრცეში არსებულ ელქტრომაგნიტურ ველებთან და მატერიასთან (აირი, მტვერი და ა.შ.) ასეთი ნაწილაკის მაგალითია ნეიტრინო - დაუმუხტავი, თითქმის უმასო ნაწილაკი, რომელზეც არ მოქმედებს ბირთვული და ელექტრომაგნიტური ველები.

რელიქტური ნეიტრინო

      სამყაროში არსებულ ნაწილაკთა უმრავლესობას ნეიტრინოები შეადგენს. ისინი დიდი რაოდენობით გაჩნდნენ დიდი აფეთქების დროს, ხოლო უკვე ორი წამის შემდეგ, სამყაროს გაფართოების გამო, მათ შეწყვიტეს სხვა მატერიასთან ურთიერთქმედება. შედეგად უნდა შექმნილიყო მიკროტალღური რელიქტური ფონის ანალოგიური ნეიტრინული რელიქტური ფონი, რომლის ტემპერატურა ამჟამად უნდა იყოს 1.7 k.

      სამყაროში ზემცირე ენერგიის ნეიტრინო მატერიის ყველაზე გავრცელებული ფორმაა. გალაქტიკებში მათი საშუალო სიმკვრივე უნდა შეადგენდეს 107-108 ნაწილაკს კუბურ სანტიმეტრში, ხოლო ციური სხეულების გრავიტაციულ ველებში მათი კონცენტრაცია უფრო მაღალიც კი უნდა იყოს. რელიქტური ფონის ზემცირე ენერგიის ნეიტრინო მატერიასთან ბევრად უფრო ეფექტურად ურთიერთმოქმედებს, ვიდრე "ბირთვული" ენერგიების ნეიტრინო. ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ კვანტური მექანიკის პრინციპების თანახმად, რაიმე ნაწილაკის ურთიერთქმედების არის ზომა მათი დე-ბროილის ტალღის სიგრძის რიგისაა. ზემცირე ენერგიის ნეიტრინოებისთვის კი ეს ზომა რამდენიმე მილიმეტრს აღწევს. ნივთიერებაში ასეთი ნაწილაკის ურთიერთქმედების არეში ატომების უამრავი რაოდენობა მოხვდება და მიუხედავად ინდივიდუალური ურთიერთქმედებების ალბათობის სიმცირისა, მათი რაოდენობა მაინც დიდია. აღვნიშნოთ, რომ "ბირთვული" ნეიტრინოების დე-ბროილის ტალღის სიგრძე ბევრად ნაკლებია ატომის ზომებზე, ამიტომ მათ მხოლოდ ერთ ელექტრონთან ან ბირთვთან შეუძლია ურთიერთქმედება.

      საინტერესო იქნებოდა რელიქტური ნეიტრინოების დამზერა, მაგრამ ჯერ იდეაც კი არ არსებობს, თუ როგორ შეიძლება ამის განხორციელება. სირთულე იმაში მდგომარეობს, რომ რელიქტური ნეიტრინოს ენერგია ძალზე მცირეა. ასეთი ნეიტრინოს ურთიერთქმედების სიგნალი იმდენად სუსტია, რომ ამჟამად არსებულ დეტექტორებს არ ძალუძთ მისი დაფიქსირება.

ვარსკვლავიერი ნეიტრინო

      ვარსკვლავების წიაღში მიმდინარე პროცესების კვლევა მათი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების საშუალებით შეუძლებელია, რადგან ვარსკვლავის გარე ფენები მთლიანად შთანთქავს ამ გამოსხივებას. მეორეს მხრივ, ვარსკვლავების ცენტრში მიმდინარე ბირთვული რეაქციებისას დაბადებული ნეიტრინოები შეუფერხებლად ტოვებენ ვარსკვლავთა სიღრმეებს.

      რელიქტურ ნეიტრინოებთან შედარებით, ვარსკვლავთა თერმობირთვული წვის შედეგად დაბადებულ ნეიტრინოთა დამზერა უფრო რეალურია. მზე საკმარისად მაღალი ენერგიების მქონე ნეიტრინოებს იმდენად დიდი რაოდენობით ასხივებს, რომ ექსპერიმენტული დანადგარის ნივთიერებასთან მათი ურთიერთქმედების ძალზე უმნიშვნელო ალბათობის მიუხედავად, ხერხდება სანდო სტატისტიკური მასალის დაგროვება.

      დაახლოებით 30 წლის წინ პირველად იქნა გაზომილი მზიდან დედამიწამდე მოღწეული ნეიტრინოების ნაკადი. ეს ნაკადი მზის სტანდარტული მოდელის მიხედვით მოსალოდნელზე რამდენჯერმე ნაკლები აღმოჩნდა. ამჟამად ნეიტრინოების ნაკადს ხუთ ლაბორატორიაში აკვირდებიან. მიღებული შედეგები ადასტურებს ნეიტრინოების დეფიციტს. ამ დეფიციტს ხსნიან ნეიტრინოების ოსცილაციებით, რომლებსაც ეს ნაწილაკები განიცდიან მზიდან დედამიწამდე სრბოლისას.

      მცირე ექსკურსი ფიზიკაში: ნაკადის ოსცილაცია – ეს არის რაიმე გამოსხივების ინტენსივობის, ჩვენ შემთხვევაში მზიდან დედამიწამდე მოღწეული ნეიტრინოების ნაკადის, პერიოდული ცვლილება. ნეიტრინოებისთვის ეს მოვლენა დაკავშირებულია ბუნებაში მათი სამი სახეობის არსებობასთან. ფიზიკურ რეაქციებში ნეიტრინოები ყოველთვის იბადებიან წყვილში ელექტრონებთან, მიუონებთან ან ტაუ-ნაწილაკებთან. სწორედ ამ ნაწილაკების სახელებს ატარებს ნეიტრინოს სახეობები. თუ სხვადასხვა ტიპის ნეიტრინოებს არანულოვანი, თუნდაც ძალზე მცირე, მასები გააჩნიათ, მათ შეუძლიათ ერთმანეთში გარდაქმნა. ეს კვანტური ეფექტია, რომელიც განსაზღვრავს ნეიტრინოების ოსცილაციებს. მზეში მიმდინარე ბირთული სინთეზის რეაქციებში იბადება მხოლოდ ელექტრონული ნეიტრინოები. გზად მზიდან დედამიწისკენ მათი ნაწილი მიუონურ ან ტაუ-ნეიტრინოდ გარდაიქმნება, რაც ამცირებს ელექტრონული ნეიტრინოს ნაკადის ინტენსივობას. ექსპერიმენტულად კი მხოლოდ ელექტრონული ნეიტრინო ფიქსირდება და ამიტომ დაკვირვებულ ნაკადში ჩნდება ნეიტრინოს დეფიციტი.

      მზის ნეიტრინული ნაკადების გაზომვები საფუძვლად დაედო ნეიტრინულ ასტრონომიას. მიღებულმა შედეგებმა დაადასტურა ვარსკვლავთა წვის და ევოლუციის ბირთვული ბუნება. აღსანიშნავია, რომ მზიდან ჩვენამდე მოღწეული ნეიტრინოების ნაკადი ბევრად აღემატება სხვა ვარსკვლავებიდან მოღწეულ ნეიტრინულ ნაკადებს, ამიტომ ჩვეულებრივი ვარსკვლავების შესწავლა ნეიტრინული ასტრონომიის საშუალებით ამჟამად შეუძლებელია.

ზეახალი ვარსკვლავები და ნეიტრინო

      ნეიტრინული ასტრონომიის შესწავლის კიდევ ერთი საგანია ვარსკვლავების ზეახალებად აფეთქების დროს წარმოშობილი ნეიტრინოები.

      1989 წლის 23 თებერვალს, გრინვიჩის დროით 07:35:41, ღრმა მაღაროებში განთავსებულმა ორმა ნეიტრინულმა დეტექტორმა (IMB აშშ-ში და Kamiokande იაპონიაში) 13 წამის განმავლობაში დააფიქსირა 19 ნეიტრინო. ნეიტრინოების რეგისტრაციის ალბათობა იმდენად მცირეა, რომ აღნიშნული რიცხვი შეესაბამება დეტექტორში 10 ხარისხად 15 ნეიტრინოს გავლას. 2.5 საათის შემდეგ კი ასტრონომები სამხრეთ ნახევარსფეროში დააკვირდნენ ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქებას, რომელიც შეუიარაღებელი თვალითაც კი კარგად ჩანდა. მსგავსი უცაბედი ანთება ჯერ კიდევ ძველ ჩინელ ასტრონომებს ჰქონდათ შენიშნული. 400 წლის წინათ კი ასეთივე მოვლენას იოჰან კეპლერი აკვირდებოდა. ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქებისას იბადება დაახლოებით 10 ხარისხად 58 ნეიტრინო ჯამური ენერგიით 3×10 ხარისხად 53 ერგი. ეს მრავალ ათასჯერ აჭარბებს მთელი თავისი არსებობის მანძილზე მზის მიერ გამოსხივებულ ენერგიას.

      მიაქციეთ ყურადღება, რომ 1989 წლის 23 თებერვალს ნეიტრინოები დაფიქსირდა დედამიწის ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში განთავსებული დეტექტორებით, მაშინ, როდესაც ზეახლის აფეთქება დამზერილი იყო სამხრეთ ნახევარსფეროს ცაზე. აქ არაფერია გასაკვირი, ვინაიდან ნეიტრინული დეტექტორები აფიქსირებენ დედამიწის წიაღის გავლით, ამ შემთხვევაში, სამხრეთიდან ჩრდილოეთისკენ მიმართულ ნეიტრინოებს. თუ რატომ მოქმედებენ ასეთი პრინციპით ნეიტრინული დეტექტორები, იხილეთ ("ნეიტრინოს რეგისტრაცია").

      გარდა ამისა, აფეთქება დამზერილი იყო ნეიტრინოების დაფიქსირებიდან 2.5 საათის შემდეგ. ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ აფეთქებისას ამოფრქვეული ყველა დანარჩენი ნაწილაკი, ფოტონების ჩათვლით, შემდგომში ურთიერთმოქმედებდა აფეთქებისას წარმოშობილი მატერიის ღრუბელთან. ითვლება, რომ სწორედ ამ ურთიერთქმედებამ შეაყოვნა ფოტონები და სხვა ნაწილაკები, რომლებიც ნეიტრინოებს "ჩამორჩნენ".

      ზეახალი ვარსკვლავების ნეიტრინულ ასტრონომიას შეუძლია მოგვაწოდოს მნიშვნელოვანი ინფორმაცია ვარსკვლავთა კოლაფსის და შემდგომ მათი ნეიტრონულ ვარსკვლავებად გარდაქმნის შესახებ. არსებულ ნეიტრინულ დეტექტორებს (Kamiokande – იაპონია, SNO – კანადა, LVD და MACRO – იტალია, BNO – რუსეთი) უნარი შესწევთ დააფიქსირონ ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქებისას წარმოქმნილი ნეიტრინოები. ამ დეტექტორებზე და ნეიტრინული ასტრონომიის შესაძლებლობებზე, 1012-1014 ევ ენერგიების ფარგლებში, იხილეთ ("კოსმოსური სხივების ასტრონომია").

ლიტერატურა: "ასტრონომიის, ასტროფიზიკისა და კოსმოლოგიის კვლევის საგანი და მეთოდები"
მ. გიგოლაშვილი, მ. გოგბერაშვილი, ნ. როინიშვილი
თბილისი, 2015

იხილეთ ასევე:

ოპტიკური ასტრონომია

გამა-ასტრონომია

ტეგები: astronomy, ასტრონომია, გრავიტაცია, ეს_საინტერესოა, კოსმოსი, ნეიტრინო, ქველი

ნახვა: 425

ღონისძიებები

ბლოგ პოსტები

დახატული სახეები რეალური თმებით

გამოაქვეყნა Tamila Moshiashvili_მ.
თარიღი: სექტემბერი 20, 2020.
საათი: 9:07pm 0 კომენტარი

      ამას ხომ მეც მოვიფიქრებდი და გავაკეთებდი?! - ყველაზე ხშირი გაფიქრება, როდესაც რაიმე მსგავსს ვნახულობ - მარტივსა და საინტერესოს. ხელოვანი ტაილერ კლარკი (Tyler Clark) რომელიც აქამდე მხოლოდ მხატვრობით ირჩენდა თავს, ახლა ხატვასთან ერთად მინი დეკორაციების კეთებას შეუდგა. საქმე ისაა, რომ შავი გოგონების პორტრეტების ხატვით გატაცებულს ცოტა უფრო მეტის და დასამახსოვრებლის შექმნა უნდოდა - გადაწყვიტა რეალიზმი შეეძინა საკუთარი ნამუშევრებისთვის.…

გაგრძელება

უფასური ლარის გამაჯანსაღებელი, ბაჩალიაშვილის გზა სიკვდილამდე და კორონა ისევ

გამოაქვეყნა Giorgi_მ.
თარიღი: სექტემბერი 18, 2020.
საათი: 11:45pm 0 კომენტარი

      როდესაც ქვეყანაში ლარი კურსი განსაკუთრებულ დაღმასვლას განიცდის და მალე დოლარი მხოლოდ ოცნების სფერო გახდება, ცხადია, დღის მთავარი ამბავი ეკონომიკის მინისტრის პარლამენტში გამოსვლა უნდა ყოფილიყო. შეგახსენებთ, 1 აშშ დოლარის ოფიციალური ღირებულება დღეს 3.2140 ლარი იყო დღეს, მაგრამ როგორც მინისტრის გაპარლამენტების დროს ხდება ხოლმე, მხოლოდ პარტიული კამათი, ლანძღვა, ერთმანეთის ავ-კარგის ჩვენება და უშინაარსო ამბების განხილვა იყო. დღის მთავარი ამბავია…

გაგრძელება

აიერაის გამოკვლეული მოსახლეობა და საერთო კანდიდატის პრობლემა

გამოაქვეყნა Giorgi_მ.
თარიღი: სექტემბერი 17, 2020.
საათი: 11:00pm 1 კომენტარი

      ეგზიტპოლებამდე ჯერ კიდევ დიდი დროა, მაგრამ წინასწარ კვლევებს უკვე დებენ კარგად დაფინანსებული კომპანიები - ამჯერად აირაიმ დადო კვლევა ვის რა უნდა, ვინ ვის ირჩევს, რა აწუხებს და ა.შ. როგორც ხდება ხოლმე, ამ კვლევის შედეგებიც საპოლიტიკუროდ სალაპარაკო გახდა. ოპოზიცია ჯერ კიდევ ვერ ჩამოყალიბებულა საკუთარ კანდიდატზე პრემიერის თანამდებობაზე, მაგრამ გაერთიანების ილუზია მაინც იქმნება. კორონა 179 ახალი შემთხვევით არ კარგავს აქტუალობას. დოლარი 3.20…

გაგრძელება

ტურიზმი და ეკონომიკა თბილისში, კორონას მწვერვალი და საარჩევნო საქმე

გამოაქვეყნა Giorgi_მ.
თარიღი: სექტემბერი 16, 2020.
საათი: 11:30pm 0 კომენტარი

      კორონა ვირუსის ახალი მწვერვალები დაპყრობას ახერხებს საქართველოში - უკვე 196 შემთხვევაა. ქვეყნის მთავარი ამბავი სწორედ ამ გაზრდილი შემთხვევების მკურნალობის შესაძლებლობის გარკვევას ეძღვნება, ასევე არ ივიწყებენ საარჩევნოდ ხმების დაგროვების მცდელობას და აქტიური კამპანიები მიმდინარეობს. ტურიზმის აღდგენისთვის უკვე საერთაშორისო სხდომები იმართება თბილისში და რჩევა-დარიგება-დაპირებებიც მრავლად ისმის. რთველი კვლავ პრობლემდება და რაგბისტები უკვე ტყვიებს…

გაგრძელება

Qwelly World

free counters