В ускоренном расширении Вселенной повинны нейтрино

Rumata

Трое американских физиков-теоретиков предложили новую модель расширения Вселенной. Их взгляды представлены в статье, которая скоро появится в журнале Physical Review Letters.
Профессор Университета штата Вашингтон в Сиэтле Энн Нельсон и ее коллеги Дэвид Каплан и Нил Вейнер полагают, что им удалось, по крайней мере, на бумаге, выявить связь между двумя фундаментальными открытиями последнего времени в области физики и космологии.
Одно из них состоит в экспериментальном подтверждении гипотезы, согласно которой нейтрино, самые легкие из всех известных науке элементарных частиц, имеют хотя и очень малую, но все же ненулевую массу покоя (из чего, кстати, следует, что эти частицы не могут путешествовать со скоростью света). Другое важнейшее открытие - это доказательство того, что космическое пространство не просто расширяется (это известно уже 75 лет, с 1929 года но "распухает" с возрастающей скоростью. В настоящее время принято считать, что за этот процесс ускоряющейся космической экспансии несет ответственность так называемая темная (вакуумная) энергия, которая заставляет тела отталкиваться друг от друга. Теоретические расчеты показывают, что в течение первой половины жизни Вселенной сила тяготения превалировала над темной энергией, в результате чего разлет галактик постепенно замедлялся. От шести до восьми миллиардов лет назад темная энергия взяла верх в космическом балансе сил, и с тех пор Вселенная расширяется в ускоряющемся темпе.
Нельсон, Каплан и Вейнер полагают, что такое расширение мироздания и наличие массы у нейтрино - это две стороны одной медали. По мнению этих ученых, существует еще не открытое силовое поле, кванты которого они предлагают называть акселеронами (от слова acceleration - ускорение). Из новой теории вытекает, что нейтрино взаимодействуют с акселеронами и благодаря этому обретают часть своей массы. Электроны, протоны и другие частицы чувствуют присутствие акселеронов гораздо слабее, так что это взаимодействие практически никак не сказывается на их свойствах. Акселеронное поле вынуждает нейтрино отталкиваться друг от друга, благодаря чему они разлетаются и "растягивают" за собой космическое пространство. Таким образом, загадочная темная энергия - это проявление акселеронного поля во вселенских масштабах.
Из новой теории вытекает вполне определенный сценарий будущего мироздания. Выполненные на ее основе расчеты показывают, что масса нейтрино должна постепенно расти, из-за чего эти частицы во все меньшей степени будут поддаваться воздействию акселеронов. В результате скорость расширения Вселенной начнет снижаться и в конце концов упадет до нуля. Таким образом, в очень далеком будущем темная энергия перестанет играть свою нынешнюю роль, и космическое пространство начнет расширяться с постоянной скоростью.
Источник: EurecAlert
Алексей Левин (Вашингтон)
28.07.2004
http://grani.ru/Society/Science/m.74585.html

Rumata

Вот кстати статья по поводу нейтрино (в частности, решение загадки солнечных нейтрино):
Получены предварительные результаты [2002 год] за первые шесть месяцев экспериментов с подземным датчиком антинейтрино KamLAND в центральной Японии. Удалось обнаружить эффект "исчезновения" антинейтрино, испускаемого ядерными реакторами, которые расположены вокруг датчика. Этот эффект свидетельствует о том, что антинейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Поскольку антинейтрино - в каком-то смысле почти копия нейтрино (речь идет об антиматерии - эти данные обеспечивают независимое подтверждение более ранних результатов, полученных с солнечным нейтрино и показывают, что Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации. Возникла также возможность напрямую измерить полную радиоактивность Земли.
В более ранних нейтринных экспериментах канадской SNO (Sudbury Neutrino Observatory - Нейтринная обсерватория в Садбери) и японской Super-K (Super-Kamiokande, ныне восстанавливается после аварии) уже была обнаружена осцилляция нейтрино, но все же оставались кое-какие теоретические лазейки, позволяющие избежать этого заключения. Новые результаты позволяют сделать однозначный вывод в пользу массивности нейтрино и нейтринных осциляций.
Удалось зафиксировать тот же самый дефицит нейтрино, который наблюдался в многолетних экспериментах с солнечными нейтрино. Та самая парадоксальная недостача солнечных нейтрино заставляла либо отказаться от общепринятой теории строения Солнца, либо предположить, что нейтрино осциллируют по аналогии с K-мезонами. Гипотеза об осцилляциях нейтрино была выдвинута в 1957 году Бруно Понтекорво (1913-1993 итальянским физиком, работавшим в СССР. Нейтрино от ядерных реакторов "исчезают" на пути к датчику точно так же, как и на пути от Солнца, превращаясь в нейтрино другого типа. За 145 дней эксперимента было зафиксировано 54 антинейтрино в диапазоне энергии от 1 до 10 млн эВ, хотя Стандартная модель (в предположении, что никаких осцилляций не происходит) предсказывает примерно 86 событий. Результат почти наверняка означает, что солнечная аномалия нейтрино - следствие именно нейтринных осцилляций, а из этого к тому же следует, что массы нейтрино являются отличными от нуля.
Нейтрино - электрически нейтральная частица со спином 1/2, то есть относится к фермионам. Принадлежит к классу легких частиц - лептонов. Нейтрино и антинейтрино имеют по три различных типа или "аромата", электронное, мюонное и тау-нейтрино. При взаимодействии с другими частицами нейтрино превращаются в соответствующий заряженный лептон. В отрицательные лептоны превращаются левые нейтрино, то есть, имеющие спиральность l = -1/2. Правые нейтрино являются античастицами к левым нейтрино. Разницы в поведении антинейтрино по сравнению с нейтрино в ходе эксперимента обнаружить пока не удалось (возможное нарушение так называемых CP- и CPT-четностей - инвариантных "отражений" относительно заряда, смены одной из пространственных и временной координат на противоположные).
Нейтрино столь плохо взаимодействуют с другим веществом, что могут беспрепятственно пролететь сквозь стену, простирающуюся от Земли до Луны. Они рождаются, например, в ходе реакции ядерного синтеза, за счет которого горит Солнце и другие звезды. Антинейтрино же производятся в ходе расщепления атомных ядер на атомных электростанциях. В процессе расщепления атомного ядра на два меньших появляются радиоактивные ядра, которые распадаются, испуская электрон и антинейтрино. Идея регистрировать вылетающие из реактора антинейтрино с помощью сцинтилляционного детектора довольно старая - она лежала в основе первого экспериментального доказательства существования нейтрино, полученного в 1956 году Клайдем Коуэном и Фредериком Райнесом (Clyde Cowan, Frederick Reines). За эти работы Райнесу была присуждена в 1995 году Нобелевская премия. Но на этот раз идея возродилась на совершенно ином уровне и в гигантских масштабах.
Экспериментаторам повезло, что KamLAND оказался на "правильном расстоянии" от ядерных реакторов Японии (в среднем 175 км чтобы почувствовать эффект осцилляции антинейтрино, подобный солнечным экспериментам. Анализ событий и задействованных энергий позволяет заключить, что самое вероятное объяснение - осцилляции антинейтрино на их пути от реакторов, заставляющие некоторых из них изменяться от электронных до мюонных и тау-антинейтрино. Кроме того смешивание трех ароматов антинейтрино позволяет определить массу нейтрино с большей точностью, чем в экспериментах с солнечными нейтрино.
Предполагается, что эксперимент на KamLAND будет продолжаться несколько лет, делая набранную статистику все более и более надежной. Кроме того, антинейтрино также рождаются в ходе распада радиоактивного урана и тория в коре и мантии Земли, и KamLAND можно таким образом использовать для измерения внутренней радиоактивности нашей планеты. KamLAND к тому же пригодится для изучения солнечных нейтрино в новом низкоэнергетическом режиме.
Источник:
Disappearing Neutrinos at KamLAND Support the Case for Neutrino Mass - Berkeley Lab
Максим Борисов
10.12.2002
http://grani.ru/Society/Science/m.16659.html
PS Прошу прощения если пощу старье, но я например этого не знал Если у кого-то есть более новая информация о результатах продолжения экспериментов на KamLAND, было бы интересно узнать

tongan

см эксперимент SUPERKAMIOKANDE

PrinceSSa

Открытие нейтринных осцилляций, не требует серьезной модификации Стандартной Модели, ибо смешивание в лептонном секторе водится в стандартную модель тривиально, и обсуждается с 70 годов прошлого века, т.е. с момента ее создания. Это доводят до свединия всех (верно даже для эксперементаторов кто изучает стандартную модель.

Sova74

А насчет первой статьи - слижком уж категорично, имхо. Видно, что журналист писал На самом деле никто сейчас со всей уверенностью не скажет, что отвечает за лямбда член, скажут только, что что то все таки должно отвечать А гипотез на этот счет много не менее правдоподобных (тот же вакуум, например)

edikbl

не знаю насчёт лямбда-члена, но вот мысль: нейтрины летят быстро "во все стороны
от эпицентра биг-бана" и их много --- значит, они утягивают (соответственно, ускоряют) остальную материю в те же стороны. Вот и сила расширения.

zet12345

Возможно, я что-то не догоняю...
Я в школе доклад по нейтрино делал...
и практически все , что написано в первом сообщении было известно как минимум еще в 1997 (про акселероны разве что я не слышал тогда).

edikbl

Доказано наличие неизвестной энергии, управляющей развитием Вселенной
19.08.2004 13:27 | Известия науки
Астрономические открытия последнего времени доказали наличие в космосе недоступной приборам энергии, которая управляет ходом развития Вселенной. Об этом заявил сегодня директор главной астрономической обсерватории Украины, член Украинской академии наук и многих зарубежных академий Ярослав Яцкив.
Наблюдениям, по его словам, доступно лишь 7% имеющегося во Вселенной вещества. Это Луна, Земля, планеты, галактики, звезды. Около 16% вещества - это темные материи, существование которых достоверно доказано, но они пока не исследованы. Возможно, это масса нейтрино, или неизвестных науке частиц или галактик. "Остальное, - сказал Яцкив, - это некая загадочная темная энергия".
"Последние наблюдения в открытом космосе открыли антигравитацию и флуктуации электрокосмического фона, которые говорят о том, что во Вселенной есть нечто, что отвечает за сценарий развития Вселенной", - отметил академик. Он подчеркнул, что далек от мистики и не стал бы называть загадочную энергию Вселенским разумом, Абсолютом или Богом. "Это неизвестное науке свойство космоса", - сказал Яцкив.
Он напомнил, что еще Эйнштейн применил в своих уравнениях некий условный лямбда-член, но считал его своей ошибкой. "А теперь мы знаем, что он отвечает за темную энергию", - заявил Яцкив. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.
Он является одним из основателей самой высокогорной и второй по величине в России обсерватории на пике Терскол в Приэльбрусье. Обсерватория действует в составе Международного Центра астрономических и медико-экологических исследований, учрежденного Академиями наук России, Украины и правительством Кабардино-Балкарии в 1992 году.
------------------
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: