MARKUS KLUTE: Bine ați revenit la 8.701. Deci, în acest videoclip, vrem să ne uităm la studii experimentale ale oscilațiilor neutrinilor. Prima întrebare este de unde obținem neutrinii? Cum producem neutrinii? Răspunsul este că există numeroase surse de neutrini. S- ar putea să ai noroc și să- i găsești în explozii de supernove. Sau dacă ne străduim cu adevărat din greu, le putem observa ca relicve ale Big Bang-ului. Există o mulțime de neutrini ca o relicvă a Big Bang-ului în jurul nostru. Problema este că au energii foarte scăzute și sunt greu de observat. Mai ușoară... la fel și utilizarea neutrinilor în... generați în ploile de raze cosmice. Sunt o mulțime de neutrini care vin de la soare. Fascicule, linii de lumină -- acceleratorii pot fi folosiți pentru a sparge particulele într-un material și apoi, în produsul de descompunere, produc și neutrini. Și, de asemenea, reactoare. Reactoarele nucleare pot fi folosite ca surse de neutrini. Apropo, neutrinii pot fi folosiți și pentru a monitoriza activitatea nucleară de pe tot globul. BINE. Studii ale oscilațiilor neutrinilor. Așa că putem face acest tabel aici și să ne întrebăm, ce fel de... parametrii experimentali sunt lungimea, energia și sensibilitatea la un anumit interval de masă. Deci, pentru neutrinii solari, știți că distanța dintre Pământ și Soare este aproape fixă la primul ordin. Energia neutrinilor care ies este de ordinul a 1 meV. O să ne uităm la masă. Și astfel intervalul de masă pe care îl puteți sonda este de la 10 la minus 10 în delta m pătrat. Pentru neutrinii atmosferici, aceștia sunt produși în atmosfera superioară, la 10 până la 4, 10 până la 7 metri. Energiile pot varia -- au o gamă mare, să spunem 10 până la 2 până la 10 până la 5 meV. Și apoi reactoare, de obicei gama meV. Este un fel de interval nuclear pentru energiile neutrinilor. Iar intervalul este dat de cât spațiu aveți în jurul sau departe de un reactor nuclear. La fel și pentru acceleratoare. Construiți un accelerator sau folosiți un accelerator existent și apoi vă construiți detectoarele, poate aproape de acesta, și poate altul departe. Și acest lucru este limitat de dimensiunea planetei noastre sau de oriunde doriți să vă construiți detectoarele. Intervalele de energie de acolo depind de domeniul de energie al acceleratorului. Și asta este de ordinul 10 la 3, 10 la 4 meV. Deci vezi că de fapt este un studiu mai degrabă simplu. De asemenea, este interesant de văzut -- și vom vedea asta în continuare -- ce fel de aromă de neutrini și dacă putem sau nu studia neutrinii sau antineutrinii cu alt experiment este important. Să trecem prin asta. Deci, a fost un pic de istorie în modul în care s- au întâmplat toate acestea. Deci prima întrebare este, ce se întâmplă cu neutrinii solari? Deci neutrinii solari sunt produși practic în miezul soarelui, împreună cu lumina. Se pare că lumina soarelui durează aproximativ 10.000 de ani să iasă din soare, în timp ce neutrinii ies imediat. Deci, atunci când primele experimente au încercat să observe neutrini solari, au trebuit să estimeze teoretic la câți neutrini să se aștepte și au văzut mai puțin. Și astfel, o explicație ar fi fost, sau ar fi putut fi, sau a fost, poate că ceva s- a întâmplat în miezul soarelui și pur și simplu nu am văzut-o încă, pentru că lumina care iese din soare are o întârziere de până la 10.000 de ani. Nu s-a dovedit a fi cazul. Deci, aici este spectrul energiilor neutrinilor și sursele specifice de neutrini de la soare. În discuția noastră de fizică nucleară, vom ajunge la punctul în care înțelegem cum neutrino-- cum produce soarele energie, iar apoi unele dintre acestea devin mai clare. Povestea de reținut în acest moment este că există anumite... există mai multe procese în soare care produc neutrini. Și toate vin cu distribuția lor caracteristică a energiei . Dar concluzia este că găsiți neutrini la scară meV de la soare. Există o supă de neutrini de electroni. Încep să interacționeze cu soarele. Și există o mică evoluție a aromei în-- când trec prin materialul soarelui. Dar, știi, ceea ce vrei să faci cu adevărat este să cauți dispariția în detectoarele care sunt sensibile la neutrinii electronici. Și asta s-a făcut într- o serie de experimente. Cel mai faimos ar putea fi experimentele Davis care au avut un rezervor mare de clor. Și în interacțiune, ați căutat să găsiți argon în detectorul dvs. și, din când în când, ați intrat acolo și ați văzut cât de mult argon a fost produs de fapt. Și s-a dovedit că acele experimente, toate, au găsit un număr redus de neutrini, redus în raport cu așteptările teoretice. Până acum, bine. Presupunerea era că... sau nu existau cunoștințe despre oscilațiile sau amestecarea neutrinilor în acest moment. Deci asta trebuia explicat. Și o modalitate de a explica -- nu este doar utilizarea interacțiunii de încărcare, care vă permite să sondați aroma neutrinului, ci și să pierdeți un neutru -- împrăștierea neutră, care vă permite apoi să măsurați numărul total de neutrini. Și dacă faci asta - asta a fost făcut de experimentul SNO -- vei descoperi că numărul total de neutrini este în acord cu așteptările teoretice. Prin urmare, acești neutrini nu sunt cu adevărat pierduți, sunt doar mai mult de la o aromă la alta. Așadar, aceasta a fost prima dovadă că neutrinii solari oscilează. Până acum există... acest prim experiment a fost Homestake. Până acum, există un număr mai mare de experimente cu neutrini solari și vedeți timpul lung al studiilor cu neutrini. Sunt utilizate diferite materiale , diferite praguri de energie sunt testate, scară diferită a experimentelor, iar experimentele devin mai sensibile cu cât sunt mai mari. Și așa poți... ceva ce poți vedea din acest tabel. Următorul tip de neutrini sunt cei care sunt produși în atmosferă. Deci, ele sunt produse în dezintegrarea pionilor și kaonilor și de către razele cosmice interacționează cu atmosfera sau atmosfera Pământului. Și astfel găsiți, de exemplu, un pi plus care se descompune într-un muon și un neutrin muon. Și apoi muonul însuși se poate descompune într-un electron, un neutrin electronic și un antineutrin muon. Deci, dacă, de exemplu, construiți un raport dintre muon/antimuon față de neutrini electroni/antielectroni , veți găsi că ar trebui să fie în jur de 2. Aveți doi neutrini-- neutrini muoni aici și un neutrin electronic. Și, de asemenea, acest lucru nu a fost observat cu adevărat. Și puteți vedea aici, în funcție de coloana zenitului, de a privi în sus spre atmosferă sau în jos, găsiți că există un efect al acestui tip de oscilație. Deci măsurarea reală depinde de intervalul de energie. Și puteți vedea că neutrinii muoni, neutrinii asemănători muonii, dispar. Vedeți aici, în această diagramă foarte clară, predicția fără oscilații în comparație cu rezultatele experimentale, așa că vedeți neutrinii muonii chiar dispărând. Mergând mai departe, pot fi folosite acceleratoare. Și marele accelerator de pe Pământ la CERN sau la Fermilab. Linia de lumină de la Fermilab se numește NuMI, Laboratorul Național de Accelerator Fermilab, FNAL. Sau CERN, sau în Japonia. Acestea sunt sursele mari de neutrini conduși de accelerator. Și cu acestea, există detectoare mari, de obicei un detector foarte aproape de accelerator și unul mai departe. Cel apropiat sondează fluxul total al neutrinului la experiment, iar apoi cel care este plecat pentru a sonda efectul oscilației neutrinului pentru a studia apariția sau dispariția. Și din nou aici, vezi că acesta este un program lung. Dar practic a decolat destul de mult în anii 2000 și după. Așa că s-a întâmplat multă fizică a neutrinilor în acei ani. O mulțime de informații despre neutrino au fost adunate în acei ani. Și din nou aici -- acesta este de la experimentul T2K -- vedeți comparația dintre predicțiile neoscilate și oscilate folosind unele constrângeri suplimentare despre așteptarea fluxului total al neutrinilor și asta în comparație cu date. Și vedeți foarte clar că... că neutrinii oscilează, că există dovezi de oscilație. În regulă. Ultima sursă sunt neutrinii din reactor. Vom vorbi despre fizica nucleară începând de săptămâna viitoare. Aici neutrinii sunt produși prin fisiunea nucleară a izotopilor grei, în principal uraniu și poloniu. Fluxul poate fi calculat în diferite moduri, de exemplu, cunoscând procesele nucleare și puterea termică produsă în reactor, sau doar uitându-se la cât de mult combustibil este utilizat - combustibilul nuclear este folosit de reactor însuși. Ceea ce se studiază aici este dispariția neutrinului anti-electron . Și ceea ce faci aici este că folosești această dezintegrare beta inversă, în care ai o coliziune sau o împrăștiere a unui neutrin antielectron cu un proton, creând un electron -- un pozitron și un neutron. Și din nou, există o serie de experimente. Practic, ori de câte ori aveți un experiment mare cu neutrini, acesta poate sonda reactoarele nucleare din jur. Sunt multe în Franța și Japonia, și în China. Și sunt folosite în acele experimente. Din nou, vedeți că acest subiect a devenit foarte fierbinte în anii 2000. Și din nou, s-au învățat multe... multe. Deci această parte aici vă arată în funcție de energie - lungimea peste energie - deci kilometru peste meV - oscilația, probabilitatea de supraviețuire, ceea ce înseamnă că puteți vedea direct oscilația neutrinilor.