Pas seulement des détecteurs. Une excursion dans la physique appliquée des neutrinos

La science fondamentale semble parfois tellement déconnectée de la réalité quotidienne que l'on veut s'inspirer, au moins, de l'ampleur de ses problèmes ou du caractère spectaculaire des expériences et installations. L' étude des neutrinos est un exemple typique d'une telle discipline scientifique, qui est associée à un fondamental absolu et en même temps à la grandeur .





Un peu d'histoire

NeutrinoEst le nom collectif d'un groupe des particules élémentaires les plus légères liées aux fermions. L'existence de neutrinos a été prédite par Wolfgang Pauli en 1930 et confirmée expérimentalement en 1956 par Clyde Cowen et Frederick Reines. Dans le même temps, Pauli n'a suggéré qu'informellement, sous la forme d'une pure hypothèse, qu '«il y a une possibilité qu'il y ait des particules électriquement neutres dans les noyaux, que j'appellerai des« neutrons »et qui ont un spin ½. La masse d'un "neutron" par ordre de grandeur doit être comparable à la masse d'un électron, et en tout cas pas plus de 0,01 de la masse d'un proton. " Il a donc tenté d'expliquer la nature observée de la désintégration bêta. Il a appelé une telle particule non découverte un "neutron". Seulement deux ans plus tard, en 1932, James Chadwick découvrit dans un atome une grosse particule élémentaire, comparable en masse à un proton, et la nomma "neutron"et l'insaisissable fermion de Pauli fut plus tard appelé "neutrino" (neutron) de la main légère d'Enrico Fermi.





Depuis lors, les neutrinos sont entourés d'un halo de mystère en raison de leurs propriétés étonnantes. Ils se sont sérieusement et définitivement installés dans la science-fiction - par exemple, Kelvin, le protagoniste de Solaris, suggère que c'est à partir des neutrinos que l'océan intelligent a formé ses fantômes, y compris le fantôme de Hari, le bien-aimé de Kelvin. Permettez-moi de rappeler brièvement les principaux aspects uniques et paradoxaux des neutrinos:





  1. Pendant longtemps, il y a eu une discussion pour savoir si les neutrinos ont une masse. Si ces particules ont une masse, elles ne rentrent pas dans le modèle standard de la physique des particules. En conséquence, cela signifie que la physique ne se limite pas au modèle standard et qu'au-delà du modèle standard, il existe également une nouvelle physique, dont l'étude commencera par les neutrinos. Aujourd'hui, on sait que les neutrinos ont une masse non nulle, environ six millions de fois inférieure à celle d'un électron.





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J'espère avoir une histoire vraiment terre-à-terre sur l'étude des neutrinos au 21ème siècle, et les lecteurs sont convaincus que ces particules étonnantes sont importantes non seulement en cosmologie et en physique théorique. Si vous connaissez d'autres tentatives d'application pratique des neutrinos et des technologies basées sur eux - parlons-en dans les commentaires.








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