Nobel za badanie neutrin

Japończyk Takaaki Kajita oraz Kanadyjczyk Arthur M. McDonald podzielą się Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie tzw. oscylacji neutrin. Zjawisko to pozwoliło udowodnić, że neutrina mają masę.

Aktualizacja: 06.10.2015 12:30 Publikacja: 06.10.2015 11:32

Nobel za badanie neutrin

Foto: AFP

Według Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk obserwcje te pozwalają zrozumieć „najbardziej wewnętrzne mechanizmy funkcjonowania materii, co jest podstawą naszej wiedzy o całym wszechświecie”. Naukowcy podzielą się kwotą 8 mln koron, czyli 3,6 mln złotych.

Pod koniec ubiegłego tysiąclecia Takaaki Kajita pracujący przy detektorze Super-Kamiokande odkrył, że neutrina słoneczne przenikające przez atmosferę Ziemi „zmieniają tożsamość”. Ten sam efekt zaobserwował prof. McDonald pracujący w Sudbury Neutrino Observatory - sugerował, że pewna kategoria neutrin nie znika podczas podróży w kierunku Ziemi, lecz zmienia swój stan.

Dlaczego to takie ważne? Jak tłumaczą naukowcy w oficjalnym komunikacje noblowskim, zagadka znikających neutrin słonecznych sprawiała fizykom problem od lat 60. XX wieku. Teoretyczne wyliczenia liczby neutrin dawały inne wyniki, niż ich obserwacje. Różnica była duża - brakowało co najmniej dwóch trzecich cząstek elementarnych. Coś było źle - albo model obejmujący neutrina, albo model funkcjonowania Słońca. Jedynym wyjaśnieniem tej zagadki było to, że neutrina mają masę i w jakiś sposób zmieniają swój stan. Ten stan (tzw. zapach) miałby się zmieniać w wyniku właśnie oscylacji neutrin.

Neutrino to cząstka elementarna należąca do leptonów. Ma zerowy ładunek elektryczny, a przez długi czas uznawano również, że ma zerową masę spoczynkową. Badania dwóch naukowców nagrodzonych tegorocznym fizycznym Noblem wiedzę tę całkowicie zmieniają. A co najważniejsze - nowe obserwacje wskazują, że Model Standardowy - podstawowa teoria fizyki cząstek elementarnych - nie jest kompletny.

Neutrina to jedne z najbardziej rozpowszechnionych cząstek elementarnych we wszechświecie - zaraz po fotonach. W ciągu każdej sekundy nasze ciała przenikają setki miliardów neutrin. Ponieważ przenikają atmosferę, nas, całą Ziemię, z taką łatwością, niezwykle trudno je schwytać i badać - służą do tego monstrualnie wielkie detektory, takie jak Super-Kamiokande. To wielki zbiornik wodny, o masie 50 tysięcy ton ukryty w kopalni pod miejscowością Kamioka w Japonii.

Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w ostatnich 10 latach:

2014 - Nobla dostali trzej twórcy niebieskiej diody LED – Japończycy Isamu Akasaki i Hiroshi Amano oraz Shuji Nakamura z USA, dzięki którym energooszczędne i trwałe świecące diody zastępują żarówki i świetlówki.

2013 - nagrodę przyznano Brytyjczykowi Peterowi Higgsowi i Francois Englertowi (Belgia), których teoria wyjaśnia, skąd się bierze masa. Słuszność teorii potwierdziło odkrycie w 2012 roku bozonu Higgsa, znanego też "boską cząstką". Prace noblistów uzupełniły teorię nazywaną Modelem Standardowym.

2012 - Nobla otrzymali: Francuz Serge Haroche i Amerykanin David J. Wineland, którzy niezależnie od siebie wynaleźli metodę pomiaru pojedynczych cząstek oraz manipulowania nimi bez zmiany ich kwantowej natury. Ich odkrycie przybliża nas do budowy komputerów kwantowych.

2011 - nagrodę otrzymali Amerykanin Saul Perlmutter, Australijczyk Brian P. Schmidt i Adam G. Riess z USA, którzy odkryli, że Wszechświat rozszerza się coraz szybciej, mimo że przewidywano, iż tempo ekspansji maleje. Ustalili to obserwując światło odległych supernowych.

2010 - nagrodzeni zostali pochodzący z Rosji, a pracujący w Wielkiej Brytanii Andre Geim i Konstantin Novoselov za odkrycie grafenu - nowej postaci węgla, która jest najcieńszym i najbardziej wytrzymałym znanym materiałem.

2009 - nagrodę otrzymał Charles K. Kao (Chiny/Wielka Brytania) za przełomowe osiągnięcia dotyczące transmisji światła we włóknach optycznych oraz Willard S. Boyle (Kanada/USA) i George E. Smith (USA) za wynalezienie półprzewodnikowego obwodu obrazującego - sensora CCD.

2008 - nagrodę podzielono między Amerykanina japońskiego pochodzenia Yoichiro Nambu oraz Makoto Kobayasiego i Toshihidę Maskawa z Japonii. Prace laureatów dotyczyły budowy materii i całego Wszechświata.

2007 - Francuz Albert Fert oraz Niemiec Peter Gruenberg zostali nagrodzeni za odkrycie zjawiska gigantycznego magnetooporu (w skrócie GMR) niezależnie od siebie, w 1988 roku. Dzięki ich badaniom możliwa stała się radykalna miniaturyzacja twardych dysków, stosowanych m.in. w laptopach oraz w niektórych odtwarzaczach muzycznych.

2006 - nagrodę otrzymali amerykańscy astrofizycy: John C. Mather i George F. Smoot. Nagroda przyznana została za badania, które spoglądają wstecz - na młodość naszego Wszechświata i czynią wysiłki, aby zrozumieć narodziny galaktyk i gwiazd.

2005 - Roy Glauber (USA) otrzymał połowę nagrody Nobla z fizyki za teoretyczny opis zachowania cząstek światła. John Hall (USA) i Theodor Haensch (Niemcy) podzielili się drugą połową nagrody za wkład w rozwój precyzyjnej spektroskopii laserowej.

Według Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk obserwcje te pozwalają zrozumieć „najbardziej wewnętrzne mechanizmy funkcjonowania materii, co jest podstawą naszej wiedzy o całym wszechświecie”. Naukowcy podzielą się kwotą 8 mln koron, czyli 3,6 mln złotych.

Pod koniec ubiegłego tysiąclecia Takaaki Kajita pracujący przy detektorze Super-Kamiokande odkrył, że neutrina słoneczne przenikające przez atmosferę Ziemi „zmieniają tożsamość”. Ten sam efekt zaobserwował prof. McDonald pracujący w Sudbury Neutrino Observatory - sugerował, że pewna kategoria neutrin nie znika podczas podróży w kierunku Ziemi, lecz zmienia swój stan.

Pozostało 88% artykułu

Ten artykuł przeczytasz z aktywną subskrypcją rp.pl

Zyskaj dostęp do ekskluzywnych treści najbardziej opiniotwórczego medium w Polsce

Na bieżąco o tym, co ważne w kraju i na świecie. Rzetelne informacje, różne perspektywy, komentarze i opinie. Artykuły z Rzeczpospolitej i wydania magazynowego Plus Minus.

Czym jeździć
Technologia, której nie zobaczysz. Ale możesz ją poczuć
Tu i Teraz
Skoda Kodiaq - nowy wymiar przestrzeni
Nauka
Zbliżamy się do granicy oczekiwanej długości życia? Naukowcy podają, ile może wynosić
Nauka
Nagrody Nobla 2024: Nagroda Nobla w dziedzinie chemii przyznana. Kto został laureatem?
Nauka
Nagroda Nobla z fizyki przyznana. Ojciec laureata urodził się na Mazowszu
Nauka
Nobel z fizyki 2024 z polskim akcentem