Neutrina jsou elementární částice, které již od předpovězení Wolfgangem Paulim v roce 1931 provází pověst mysteriózních a nepolapitelných pirátů Standardního modelu částicové fyziky. Dlouho jsme byli na pochybách, jestli vůbec mají nějakou hmotnost. Poslední dobou se ukazuje, že nějakou nejspíš mají, bude ale každopádně nesmírně malá. Jsou stabilní, nemají elektrický náboj a nepůsobí na ně silná ani elektromagnetická síla, jenom slabá síla a velice decentně i gravitace. Vzhledem ke svým vlastnostem procházejí skrz běžnou hmotu, jako by se nechumelilo a je nesmírně obtížné je zachytit. Přitom se ale doslova čvachtáme v ohromující záplavě neutrin. Jak fyzici rádi připomínají, každou sekundou jich centimetrem čtverečním povrchu lidského těla proletí asi tak 60 miliard.
Díky neuvěřitelné netečnosti se neutrina mohou vynořovat z hloubi svých zdrojů ve vesmíru a pak putovat vesmírnými dálavami, aniž by je absorbovala hmota, co se jim připlete do cesty anebo je odklonila magnetická pole, kterých je ve vesmíru plno. Světelné záření nebo elektricky nabité částice si o něčem takovém mohou jenom nechat zdát. Nejen lidská těla, ale celou Zemi intenzivně a nepřetržitě zalévá déšť neutrin. Některá z nich přicházejí ze Slunce, další prolétávají cestou z hlubokého vesmíru. Neutrina, která vznikla daleko za hranicemi Sluneční soustavy přitom mohou být milionkrát až miliardkrát energetičtější než sluneční neutrina. Původ extrémně energetických neutrin je ale stále záhadou a vědci po něm úporně pátrají. Podezřívají v tom směru dramatické vesmírné události, jako srážení galaxií, vichry kolem pulzarů anebo požírání materiálu supermasivními černými děrami.
Yang Bai z Wisconsinské univerzity v Madisonu to dokonce považuje za jeden z největších problémů astrofyziky dneška. Se svými kolegy se teď v publikaci pro časopis Physical Review D postaral o důkazy, že by jedním ze zdrojů vysokoenergetických neutrin mohla být supermasivní černá díra, která dřímá v srdci Mléčné dráhy. S nepolapitelnými neutriny se nepracuje úplně snadno a je velice těžké postavit takové detektory, které by dokázaly určit, odkud ona vysokoenergetická neutrina přilétají. IceCube Neutrino Observatory s detektory pod ledem Jižního pólu ulovila od svého spuštění v roce 2010 pouhých 36 vysokoenergetických neutrin.
Bai a spol. dali dohromady schopnosti observatoře IceCube s daty tří rentgenových teleskopů a pátrali po dramatických událostech ve vesmíru, které by mohly souviset s příletem extrémně energetických neutrin do pozemských detektorů. Podařilo se jim odhalit, že když orbitální rentgenová observatoř Chandra zaznamenala největší známý rentgenový záblesk ze zdroje Sagittarius A*, což je ve skutečnosti supermasivní černá díra Mléčné dráhy s hmotností 4 miliony Sluncí, kterou pozorujeme v souhvězdí Střelce, tak tři hodiny na to ulovili neutrino v IceCube. Také se jim povedlo spojit několik rentgenových záblesků ze Sagittarius A*, pozorovaných vesmírnými rentgenovými teleskopy Swift a NuSTAR, s dalšími záchyty neutrin observatoří IceCube, k nimž došlo do několika dnů po záblesku.
Zatím není úplně jasné, jak by supermasivní černá díra mohla vyrábět extrémně energetická neutrina. Vědci uvažují o tom, že když jsou částice v blízkém okolí supermasivní černé díry urychlovány rázovými vlnami, tak přitom vznikají elektricky nabité částice, které se posléze rozpadají na zmíněná neutrina. Ještě to není úplně jisté, ale je to pozoruhodná stopa. Naše líná supermasivní černá díra Sagittarius A* by mohla být nenápadnou továrnou na neutrina.
Video: Cosmic Neutrinos in the IceCube Detector. Kredit: APS Physics
Literatura
Chandra X-ray Center 13. 11. 2014, Physical Review D 90: 063012, Wikipedia (Neutrino, Sagittarius A*)
Fyzici se snaží smířit tachyony se speciální teorií relativity
Autor: Stanislav Mihulka (17.07.2024)
Fyzikální hereze: Gravitace bez hmotnosti by zrušila temnou hmotu
Autor: Stanislav Mihulka (09.06.2024)
Zvláštní dvojice vzdálených galaxií může být první detekcí kosmické struny
Autor: Stanislav Mihulka (30.09.2023)
Finální výsledky experimentu STEREO pohřbily sterilní neutrino
Autor: Stanislav Mihulka (12.01.2023)
Limita na hmotnost neutrina se díky spektrometru KATRIN snížila
Autor: Vladimír Wagner (16.02.2022)
Diskuze:
produkcia
Maroš Štulajter,2014-11-24 10:46:57
Neutrína vytvorené na zemi vznikajú rozpadmi neutrónov a mezónov. tu som si všimol jeden fakt že vždy sa vytvoria delením neutrálnych častíc, napr. neutrónov na dva elektricky nabité častice. W bosóny nám prenášajú elektrický náboj medzi kvarkami a silná interakcia pôsobí len medzi kvarkami ale nepôsobí coulombovské sily. silná interakcia má vlastnosti že drží kvarky a bosóny pokope ale nedovolí aby sa stretli dva kvarky opačnej polarity. neutrína nepôsobí silná interakcia ale majú tú vlastnosť že pri rozpade ako keby elektrón mechanicky odkloňovali. v tomto prípade by to znamenalo že neutrína sú produktom silných jadrových síl ktoré pôsobia mechanicky na častice. prečo elektrón a protón pri rozpade neutrónu neanihiluj, resp. idú opačným smerom ako by im určovali coulombovské sily?
abstraktní úvaha
Josef Řeřicha,2014-11-22 19:31:34
Cituji : „…každou sekundou centimetrem čtverečním povrchu lidského těla proletí asi tak 60 miliard neutrin." Doplním tuto větu z jiného výroku od pana Wagnera, že : „…zasáhnou nás ta neutrina izotropně ze všech směrů,..“ ,.. pak, si pro abstraktní úvahy mohl udělat nejen soustavu tří na sebe kolmých os z dimenzí délkových, a mohl bych do této soustavy „vnořit“ další soustavu tří os časových. Abstraktně. Pak lze vést úvahu ( opět abstraktní) takovou, že projde-li jedním centimetrem čtverečním 60 . 10exp9 kusů neutrin, že jich proletí jedním běžným (!) centimetrem cca 2,5 . 10exp4 kusů „vedle sebe“, Čili cca 25 000 kusů ( možná 29 979 ks ) neutrin „posazených“ na úsečku jednoho milimetru běžného„vedle sebe“. Pokud bych toto zjištění chtěl srovnat s rychlostí světla, „nějak“ (!) nějak srovnat-porovnat, pak bychom museli tu úsečku „pro jedno neutrino“ zvětšit cca o 7 řádů, ( možná 8 řádů ??? ) a to je právě zajímavé. Rychlost světla pro lidmi zvolené intervaly-jednotky je číselně také s rozdílem osmi řádů : 10exp8 m/10exp0 sec.
Gravitace
Mirek N,2014-11-21 14:43:24
IMHO nebylo řečeno, kterým směrem se pohybují. Z toho odvozuji, že se pohybují všemi směry a tudíž se jejich vliv (mechanický) ruší. Ale obecně máte asi pravdu. ;-)
Nicméně problém gravitace už je vyřešený. Mluvili o tom v TV "... v európskej únii majú všetky ženy nárok na gravitáciu ..."
Neutrony způsobují gravitaci.
Vlasta Tomšů,2014-11-20 23:06:14
Citace: "Jak fyzici rádi připomínají, každou sekundou jich centimetrem čtverečním povrchu lidského těla proletí asi tak 60 miliard."
To je docela dost, co říkáte? Strašně se divím tomu, že nějakého fyzika nenapadla myšlenka, zda neutrina nezpůsobují přítlačnou sílu při průchodu hmotou, kterou my označujeme jako gravitaci.
Pokud mají nějakou, byť mizivou hmotnost, jak se tvrdí, musí působit interakci, byť mizivou. A tou může být přítlačná síla, která by v naší vědě nahradila gravitaci a také silnou a slabou jadernou interakci. Namísto toho vědci vymysleli fantastické teorie kterým nikdo nerozumí, včetně nich samých. Neustále jim v jejich modelech něco nesedí a tak hledají temnou hmotu a energii,struny,trsátka, svačinu a notes kde mají poznačené všechno co jim manželky přikázaly. Každá z nich má tolik starostí, že nemá čas na hledání rozumu ve vlastní hlavě.
Nadšení diskutéři se následně brodí stokami plných nelogických a protichůdných teorií, které vymysleli "hledači kamene mudrců" a jiných těžce prokazatelných lží za účelem snadného živobytí.
Kvůli prachům (také podvod,akorát z jiného ranku) se nestydatě a prokazatelně lže. Je mi z toho zle.
pro odborníka
Josef Řeřicha,2014-11-19 18:19:34
Zajímalo by mě, zda neutrina k nám putují z vesmíru ze všech směru, tedy sféricky úplně ze všech směrů, odkudkoli, a ve stejné intenzitě, a pak zda z nějakého směru putuje víc neutrin a z jiného méně. (?) Co produkuje více neutrin, co méně a co vůbec. ( co do množství ) Lze to zjistit ? Děkuji za názor.
To, jestli neutrina přicházejí
Vladimír Wagner,2014-11-19 23:09:56
izotropně ze všech směrů, nebo z nějakých míst, závisí na tom, co je jejich zdrojem. Například reliktní neutrina nebo neutrina ze sekundární složky kosmického záření (vznikají v rozpadech mezonů pí vznikajících v reakci jader kosmického záření v atmosféře) jsou rozložena izotropně. Neutrina ze Slunce nebo konkrétní supernovy přicházejí z přesně definovaného. Pokud jsou naopak z velkého množství velmi vzdálených supernov, tak mohou vytvořit izotropní pozadí. Více o zdrojích supernov zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=4799 a zde: http://ojs.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/neutrina/neutrinaastropis.htm a http://ojs.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/neutrina/neutrinakozmos.htm .
To nesedí,
Juraj Chovan,2014-11-19 01:03:34
neutrína letia rýchlosťou veľmi blízkou rýchlosti svetla, aj neutríno "bežnej" energie sa na takejto vzdialenosti opozdí oproti svetlu len o niekoľko sekúnd (u vysokoenergetického neutrína to musí byť rádovo menej).
Napríklad v prípade známej supernovy 1987A k nám neutrína letely z 10x väčšej vzdialenosti, napriek tomu všetky dorazili v intervale desiatok sekúnd.
Nie je teda dôvod prečo by mali priletieť s odstupom hodín až dní.
A zdá sa mi že nesedí aj ten údaj z úvodu o "neodklonení" dráhy v magnetickom poli - neutríno nemá el.náboj avšak má spin takže v silnom magnetickom poli (napríklad v blízkosti pulzarov a magnetarov) by jeho dráha mala byť zakrivená.
Roman Rodak,2014-11-19 10:42:13
Len laická reakcia - ak neutrína predsa len majú nejakú mizivú hmotnosť, tak nemôžu ísť rýchlosťou svetla a týka sa ich dilatácia času a teda keby vylietavali z blízkosti čiernej diery rýchlosťou menšou ako je rýchlosť svetla, tak po prekonaní jej obrovského gravitačného poľa môžu byť oproti fotónom značne oneskorené.
ad Roman Rodak
Vojtěch Kocián,2014-11-19 10:55:57
Neutrina mají tak mizivou hmotnost, že jsou pro ně tyto efekty prakticky zanedbatelné. Kdyby nebyly, dala by se podle nich relativně snadno určit jejich hmotnost, Když energii vědci změřit umí. I nízkoenergetická (pomalá) neutrina se pohybují rychlostí, kterou prakticky nedokážeme odlišit od rychlosti světla ve vakuu, vysokoenergetická by měla být logicky ještě rychlejší (více se blížit c), jak uvádí předřečník.
ad Roman Rodak
Juraj Chovan,2014-11-19 16:03:54
Ak by vznikli takmer uplne presne na hranici ciernej diery tak asi mate pravdu. Avsak, vtedy by zaroven prisli o drvivu vacsinu svojej energie. Takze ich povodna energia by musela byt este o mnoho radov vyssia ako namerana, teda aj ich povodna rychlost o vela blizsia rychlosti svetla, co zase hra proti oneskoreniu.
Okrem toho, museli by sme vidiet o mnoho radov viac neutrin o tych este vyssich energiach ktore by vznikli nie na hranici ciernej diery, ale trosku dalej od hranice (a ktore by teda v dodledku uniku z gravitacneho pola stratili vyrazne menej svojej povodnej energie).
Iste, mozme uvazovat ze z volajakeho dovodu tieto neutrina vznikaju len a vyhradne "na hranici".
Avsak co je to hranica ciernej diery? Pri pohlade z dalekeho vesmiru je o nieco dalej od centra ako ju vidime my, pri pohlade z planety blizsie k stredu galaxie sa naopak javi byt cierna diera mensia.
(Mimochodom, polemika o hranici ciernej diery je dost zavazny astrofyzikalny, kozmologicky aj kvantovomechanicky problem.)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
