3184153382

JAWNIAMY TALENTY__

go oddziaływań i cząstek. Jest to jakby towarzysz elektronów, mionów i tao-nów, czyli cząstek zwanych leptonami.

•    Podobno neutrino istniało kiedyś jedynie w teorii?

-    Tak, zgadza się. Dopiero z czasem udało się udowodnić istnienie neutrina. Ponieważ nie dało się wytłumaczyć dlaczego widmo rozpadu beta jest ciągłe, a nie dyskretne

-    dlatego też istnienie neutrina jest logicznym rozwiązaniem tej niewiadomej.

•    Podobno neutrino ma bardzo ciekawe właściwości i podobno jego masa jest bliska zeru?

-    Tak. Z naszych obserwacji wynika, że neutrina oscylują, czyli zamieniają się jedne w drugie. Fakt ten wskazuje, że muszą mieć masę. Po prostu nie znamy innego wytłumaczenia. Na gruncie mechaniki kwantowej czy nawet teorii pola, cząstka oscylująca musi być masywna. Natomiast szacowane masy tych cząstek są bardzo malutkie

-    masa neutrina jest prawie równe zeru i jest to jedna z większych zagadek; ciężko jest wyjaśnić dlaczego natura wybiera akurat takie dziwne liczby.

•    Neutrino jest jedną z najczęściej występujących cząstek elementarnych we Wszechświecie i podobno potrafi przenikać przez obiekty materialne bez strat?

-    Neutrina bardzo słabo oddziałują z materią i zaobserwowanie reakcji neutrina, gdy przechodzi przez inne obiekty, jest zdarzeniem bardzo rzadkim. To dlatego doświadczenia polegające na obserwacji neutrin są tak trudne.

-    W japońskiej kopalni zbudowano wielki „baniak” z wodą, który służy jako detektor. Jest tam pięćdziesiąt tysięcy ton czystej wody. Obłożono go fotopowiela-czami czyli takimi urządzeniami, które mogą rejestrować błyski światła. Jak neutrino przelatuje przez tak duży detektor, jest szansa na zaobserwowanie zderzenia neutrina z elektronem, które rejestrowane jest w postaci błysku.

•    Czy jest taka możliwość, że dwa neutrina zderzą się ze sobą?

-    Teoretycznie dwa neutrina nie mogą się ze sobą zderzyć, ponieważ nie będą ze sobą oddziaływać.

•    Kiedy spytałem o neutrino powiedział pan, że jest to cząstka, która wchodzi w skład modelu standardowego. Zatem: co to jest, ten model standardowy?

-    Jest to model opisujący materię i oddziaływania, z wyłączeniem grawitacji. Okazało się, że w jednolity sposób można potraktować oddziaływania słabe, czyli te odpowiedzialne np. za rozpad P, i elektromagnetyczne. Później dobudowano do tego kolejny klocek - chro-modynamikę kwantową - opisującą oddziaływania silne, sprawiające, że jądra atomowe istnieją.

Model ten klasyfikuje i opisuje cząstki elementarne, czyli najmniejsze składniki materii. Są nimi leptony, np. elektron i neutrina oraz kwarki. Model standardowy w podstawowej wersji zakładał istnienie neutrina bezmasowego. Następnie udowodniono, że neutrina posiadają masę co powoduje, w konsekwencji, konieczność wprowadzenia zmian do modelu standardowego. Gdy próbowano rejestrować neutrina, które pochodzą ze słońca, okazało się, że dociera ich na Ziemię dwa razy mniej niż zakładano. Dokładniejsze eksperymenty wykazały, że w strumieniu neutrin słonecznych, oprócz neutrin elektronowych, znajdują się też neutrina innego typu. Jest to dowód na oscylacje tych cząstek, a, jak już mówiłem, cząstki oscylujące muszą mieć masę.

•    Wiemy, co to jest neutrino.

A czym jest antyneutrino?

-    Neutrino, jak każda cząstka elementarna, ma swoją antycząstkę.

•    Czyli mamy do czynienia z materią i antymaterią?

-Tak.

•    Mógłby pan doktor wyjaśnić czym jest antymateria?

-    Antymateria to jest dokładnie to samo co materia, z tym że cząstki posiadają przeciwne ładunki oraz -niektóre - inne liczby kwantowe. Czyli mamy elektrony, które mają ujemny ładunek i antyelektrony, które mają dodatni ładunek.

•    Czy antymateria występuje na Ziemi?

-    W pewnym sensie antymateria występuje wszędzie, np. cząstka tt¹ składa się z kwarka p i antykwarka Ó. Jest bardzo duża różnica w ilości między materią barionową (np. protonami) i antymaterią, i to jest kolejna zagadka: nie ma planet zbudowanych z antyprotonów i antyneutronów? Teoria wielkiego wybuchu przewiduje, że materii i antymaterii powinno być tyle samo. Musiał zajść jakiś proces, który spowodował, że jedne cząstki anihilowały, a drugie nie i dlatego antymaterii jest tak mało.

•    Co by się mogło stać, gdyby doszło do zetknięcia materii z antymaterią?

-    Cząstki by anihilowały, mówiąc prościej - unicestwiły by się.

•    Doszłoby do wybuchu?

-    Tak. Można tak powiedzieć: elektron zderzyłby się z antyelektronem i doszłoby do wytworzenia energii w postaci światła. Materia, generalnie, różni się od antymaterii tym, że ma przeciwne ładunki, ale właściwości są takie same.

•    Czy możemy wyobrazić sobie, powiedzmy, krzesło, które będzie zbudowane z antymaterii?

-    Możemy sobie wyobrazić, ale w warunkach ziemskich trzeba by najpierw tę antymaterię sztucznie wyprodukować w akceleratorze. Później trzeba by krzesło gdzieś „zawiesić”. Ponieważ takiego krzesła nie można by tak normalnie postawić na ziemi, gdyż wybuchnie. Przetrzymywanie antymaterii jest możliwe tylko w specjalnych pułapkach, które się robi na zasadzie modelowania pól elektrycznych i magnetycznych po to, aby cząstki były umieszczone w jakimś skupisku

32

Wiadomości Uniwersyteckie-, czerwiec 2007

1

   Kto jeszcze zajmuje się badaniami neutrin w Polsce i na świacie?

-    Sporo ludzi w Polsce zajmuje się tym tematem. W Warszawie działa Warszawska Grupa Neutrinowa, a oprócz Warszawy - na pewno również Kraków. Na święcie większość badań jest skupiona wokół pewnych eksperymentów, ponieważ bez danych z doświadczeń sama teoria będzie błądzić. Dlatego tworzy się mieszane grupy teoretyczno-doświadczalne podpięte do różnych projektów; tymi projektami, w tym momencie, są między innymi teleskopy neutrinowe.

•    Słyszałem o projekcie Super-kamiokande w głębi starej kopalni w Japonii. Mógłby pan doktor opisać na czym on polega?