Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
| Solar nötrino problemi | |
| Ölçümlerdeki çeşitleri güneş iç modelleri ile tutarlı değildi. | |
| Eski Standart Model | |
| Nötrinolar kabul gören teoriye göre kütlesiz olmalıydı. Buna göre, nötrino tipi üretildiği andan itibaren aynı kalmalıydı. Güneş H–H füzyonuyla sadece elektron nötrinoları üretebilmeliydi. | |
| Gözlem | |
| Tahmin edilen nötrino sayısının sadece üçte biri ile yarısı arasında miktarda tespit edildi; nötrino salınımları bu farkın sebebini açıklıyor ancak nötrinoların kütlesi olması gerekiyor. | |
| Çözüm | |
| Nötrinoların kütlesi var ve türleri değişebilir. | |
Solar nötrino problemi, Dünya etrafında bulunan nötrino sayısı ve Güneş'in iç kısmının modellerine dayalı teorik hesapların arasındaki çelişkiydi. Bu çelişki 1960'ların ortalarında gözlemlendi ve 2002 civarında yeni nötrino fiziği anlayışıyla çözüldü. Bu anlayış parçacık fiziği, standart model ve özellikle nötrino salınımlarında önemli gelişmeler sağlamıştır. Temelde, nötrinoların kütlesi vardır ve türleri, güneşin içinden üretilmesi tahmin edilenden farklı bir türe dönüşebilir ve bu türler o dönemde kullanılan dedektörler tarafından tespit edilemeyebilir.
Giriş
Güneş doğal bir nükleer füzyon reaktörüdür. Bu reaktörün gücünü, dört hidrojen atom çekirdeğini (proton) alfa parçacığı, nötrino, pozitron ve enerjiye çeviren proton-proton zincirleme tepkimeleri sağlar. Artan enerjinin bir kısmı gama ışını olarak yayılır, bir kısmı ise ortaya çıkan parçacıklar ve nötrinolar (Güneşin çekirdeğinden dünyaya kadar, güneşin dış katmanları tarafından absorbe edilmeden gelen) için kinetik enerji sağlar.
Nötrino detektörleri güneşten gelen nötrinoları ölçmekte yeteri kadar hassaslaştığında, tespit edilen miktarın teorik olarak hesaplanandan daha az olduğu ortaya çıktı. Çeşitli deneylerde tespit edilen nötrino sayısı tahmin edilen sayının üçte biri ile yarısı arasında nötrino tespit edildi.Bu duruma solar nötrino problemi denildi.
Ölçümler
Geç 1960'larda, Ray Davis ve John N. Bahcall'un yaptığı Güneşten gelen nötrinoların akısını ölçen ve tahmini değerle arasındaki farkı saptayan ilk deneydir. Deneyde klor-bazlı dedektör kullanıldı. Daha sonraki pek çok radyokimyasal ve su Çerenkov dedektörü de açığı teyit etti, bunlardan bazıları ve Sudbury Nötrino Gözlemevi'dir.
Tahmini güneş nötrinosu sayısı Bahcall'ın da belirlenmesine yardım ettiği standart güneş modeline göre hesaplandı ve bu model Güneş içi işlemler hakkında önemli ayrıntılar içeriyordu.
2002'de Ray Davis ve Masatoshi Koshiba deneysel güneş nötrinosu sayısının standart solar modele göre tahmin edilen değerin üçte biri olduğunu buldukları için Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Çözüm önerileri
Güneş modeli için değişiklikler
Bu çelişkiyi açıklamak için yapılan ilk denemeler güneş modellerinin yanlış olduğunu öne sürdü, örneğin güneşin iç kısımlarındaki sıcaklık ve basınç aslında tahmin edilenden farklıydı. Nötrinolar, nükleer füzyon miktarının ölçeği olduğundan, Güneş'in çekirdeğindeki nükleer işlemlerin geçici olarak durduğu tahmin edildi. Isı enerjisinin Güneş'in çekirdeğinden dış kısımlara doğru aktarılması binlerce yıl sürdüğünden, bu durum aniden anlaşılamazdı.
Ancak, bu çözümler ilerlemeler, dalgaların güneşten yayılması ile ilgili çalışmalar ve gelişmiş nötrino ölçümleriyle çürütüldü.
Helioseismolojideki gözlemler Güneş'in iç sıcaklıklarının ölçülmesinin mümkün hale getirdi; bu da standart solar modelle aynı doğrultudaydı.(Hekioseismoloji ile bulunan yapıda birkaç çözülmemiş problem vardı. Eski ''ocaktaki kap'' modelindeki dikey taşınım yerine, alanın üst katmanlarında yetay jet akımları bulundu. Küçük olanlar kutuplarda, büyük olanlar ise ekvatorda olan bu akımların hızları birbirinden farklıydı.
Daha gelişmiş gözlemevlerinde yapılan detaylı araştırmalar solar modellerle açıklanamayan sonuçlara ulaştı. Sonuçta, genel düşük nötrino akısı (Homestake deneyinde bulunan) Güneş'in çekirdeğinin daha düşük sıcaklıkta olmasını gerektiriyordu. Ancak, nötrino enerji spektrumundaki detaylar ise daha olmasını gerektiriyordu. Kapsamlı bir alternatif bulma araştırması, solar modellerde yapılabilecek değişikliklerin bu problemi çözmeyeceğini, aksine daha da kötüleştireceğini ortaya koydu.
Çözüm
Solar nötrino problemi, nötrinonun özellikleri hakkındaki gelişmeler sonucu çözüldü. Parçacık fiziğindeki standart modele göre üç çeşit nötrino çeşidi vardır:
- Elektron nötrinosu [Güneş tarafından üretilen ve yukarıda bahsedilen deneylerde (Örneğin Homestake deneyi) tespit edilen tür.]
- Müon nötrinosu
1970'lerde, nötrinoların kütlesiz ve türleri değişmez olduğuna inanılıyordu. 1968'de Bruno Pontecorvo, eğer nötrinoların kütlesi olsaydı, türde değiştirebileceklerini önerdi. Böylece, "kayıp" güneş nötrinoları, dünyaya gelirken tür değiştirip Homestake Madeni ve diğer nötrino gözlemevlerindeki detektörlerde tespit edilemeyen, ancak güneşten elektron nötrinosu olarak çıktıkları düşünüldü.
SN 1987A süpernovası, Kamiokande ve IMB detektörleri nötrinoların varış zamanlarındaki farklılıktan yararlanarak nötrinoların kütlesinin olabileceğini ortaya koydu. Ancak, çok az nötrino etkinliği tespit edildiğinden burdan kesin bir sonuç çıkarmak zordu. Üstelik, eğer Kamiokande ve IMB bu bu zaman farklılıklarını daha hassas detektörlerle ölçebilmiş olsaydı, nötrinoların kütlesinin olup olmadığı daha kolay bulunabilirdi.Eğer nötrinoların kütlesi olmasaydı ışık hızında hareket ederlerdi, kütleleri olsaydı ışık hızından biraz daha yavaş bir hıza sahip olurlardı. Detektörler tasarlanırken süpernovadan nötrino tespit etmek için tasarlanmadığından bu yapılamadı.
Nötrino salınımları ile ilgili ilk kanıt 1998'de Süper-Kamiokande işbirliğinden geldi. Bu gözlemlerde müon nötrinoları (Kozmik ışınlar tarafından atmosferin üst tabakasında üretilen) düzenli olarak tau nötrinolarına dönüşüyordu. Bu da daha önceki deneylerde tespit edilen nötrinoların, tespit edilebilecek nötrino sayısından daha az olduğunu kanıtlıyordu. Ayrıca, Süper-Kamiokande sadece kozmik ışınların dünya atmosferiyle etkileşimlerinden oluşan müon nötrinoları inceleniyordu, tau nötrinoları değil.
Nötrino salınımları ile ilgili ikna edici kanıt ise 2001'de Sudbury Nötrino Gözlemevi'nden geldi. Kullanılan detektör, ağır suyu tespit aracı olarak kullanarak, Güneşten gelen bütün nötrino çeşitlerini tespit etti. Elektron ve diğer iki nötrino çeşidini (Müon ve tau nötrinolarını ayırt edemedi.) birbirinden ayırt edebildi. Kapsamlı istatistiksel analizlerin ardından, Dünya'ya ulaşan nötrinoların yalnızca %35'inin elektron nötrinosu olduğu, geri kalanın ise müon ve tau nötrinoları olduğu ortaya kondu. Toplam nötrino sayısı, daha önceden güneş içindeki füzyon tepkimelerinden yola çıkılarak yapılan tahminle uyuşuyordu.
Bu tespitlerin tanınmasıyla, Süper-Kamiokande'den Takaaki Kajita ve Sudbury Nötrino Gözlemevi'nden Arthur B. McDonald 2015 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ "The Nobel Prize in Physics 2002". 3 Ağustos 2004 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Temmuz 2006.
- ^ Haxton, W.C. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol 33, pp. 459–504, 1995.
- ^ Detecting Massive Neutrinos; August 1999; Scientific American; by Kearns, Kajita, Totsuka.
- ^ Q.R. Ahmad, et al., "Measurement of the rate of interactions produced by 8B solar neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory," Physical Review Letters 87, 071301 (2001)
- ^ Arthur B. McDonald, Joshua R. Klein and David L. Wark, 'Solving the Solar Neutrino Problem', Scientific American, vol. 288, no. 4 (April 2003), pp. 40–49
Dış bağlantılar
- Solar neutrino data15 Mayıs 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Solving the Mystery of the Missing Neutrinos13 Ekim 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Raymond Davis Jr.'s logbook2 Ekim 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Nova – The Ghost Particle15 Eylül 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- The Solar Neutrino Problem5 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde . by John N. Bahcall
- A set of photos of different Neutrino detectors4 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- John Bahcall's web site4 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Solar notrino problemiOlcumlerdeki cesitleri gunes ic modelleri ile tutarli degildi Eski Standart ModelNotrinolar kabul goren teoriye gore kutlesiz olmaliydi Buna gore notrino tipi uretildigi andan itibaren ayni kalmaliydi Gunes H H fuzyonuyla sadece elektron notrinolari uretebilmeliydi GozlemTahmin edilen notrino sayisinin sadece ucte biri ile yarisi arasinda miktarda tespit edildi notrino salinimlari bu farkin sebebini acikliyor ancak notrinolarin kutlesi olmasi gerekiyor CozumNotrinolarin kutlesi var ve turleri degisebilir Solar notrino problemi Dunya etrafinda bulunan notrino sayisi ve Gunes in ic kisminin modellerine dayali teorik hesaplarin arasindaki celiskiydi Bu celiski 1960 larin ortalarinda gozlemlendi ve 2002 civarinda yeni notrino fizigi anlayisiyla cozuldu Bu anlayis parcacik fizigi standart model ve ozellikle notrino salinimlarinda onemli gelismeler saglamistir Temelde notrinolarin kutlesi vardir ve turleri gunesin icinden uretilmesi tahmin edilenden farkli bir ture donusebilir ve bu turler o donemde kullanilan dedektorler tarafindan tespit edilemeyebilir GirisGunes dogal bir nukleer fuzyon reaktorudur Bu reaktorun gucunu dort hidrojen atom cekirdegini proton alfa parcacigi notrino pozitron ve enerjiye ceviren proton proton zincirleme tepkimeleri saglar Artan enerjinin bir kismi gama isini olarak yayilir bir kismi ise ortaya cikan parcaciklar ve notrinolar Gunesin cekirdeginden dunyaya kadar gunesin dis katmanlari tarafindan absorbe edilmeden gelen icin kinetik enerji saglar Notrino detektorleri gunesten gelen notrinolari olcmekte yeteri kadar hassaslastiginda tespit edilen miktarin teorik olarak hesaplanandan daha az oldugu ortaya cikti Cesitli deneylerde tespit edilen notrino sayisi tahmin edilen sayinin ucte biri ile yarisi arasinda notrino tespit edildi Bu duruma solar notrino problemi denildi OlcumlerGec 1960 larda Ray Davis ve John N Bahcall un yaptigi Gunesten gelen notrinolarin akisini olcen ve tahmini degerle arasindaki farki saptayan ilk deneydir Deneyde klor bazli dedektor kullanildi Daha sonraki pek cok radyokimyasal ve su Cerenkov dedektoru de acigi teyit etti bunlardan bazilari ve Sudbury Notrino Gozlemevi dir Tahmini gunes notrinosu sayisi Bahcall in da belirlenmesine yardim ettigi standart gunes modeline gore hesaplandi ve bu model Gunes ici islemler hakkinda onemli ayrintilar iceriyordu 2002 de Ray Davis ve Masatoshi Koshiba deneysel gunes notrinosu sayisinin standart solar modele gore tahmin edilen degerin ucte biri oldugunu bulduklari icin Nobel Fizik Odulu nu kazandi Cozum onerileriGunes modeli icin degisiklikler Bu celiskiyi aciklamak icin yapilan ilk denemeler gunes modellerinin yanlis oldugunu one surdu ornegin gunesin ic kisimlarindaki sicaklik ve basinc aslinda tahmin edilenden farkliydi Notrinolar nukleer fuzyon miktarinin olcegi oldugundan Gunes in cekirdegindeki nukleer islemlerin gecici olarak durdugu tahmin edildi Isi enerjisinin Gunes in cekirdeginden dis kisimlara dogru aktarilmasi binlerce yil surdugunden bu durum aniden anlasilamazdi Ancak bu cozumler ilerlemeler dalgalarin gunesten yayilmasi ile ilgili calismalar ve gelismis notrino olcumleriyle curutuldu Helioseismolojideki gozlemler Gunes in ic sicakliklarinin olculmesinin mumkun hale getirdi bu da standart solar modelle ayni dogrultudaydi Hekioseismoloji ile bulunan yapida birkac cozulmemis problem vardi Eski ocaktaki kap modelindeki dikey tasinim yerine alanin ust katmanlarinda yetay jet akimlari bulundu Kucuk olanlar kutuplarda buyuk olanlar ise ekvatorda olan bu akimlarin hizlari birbirinden farkliydi Daha gelismis gozlemevlerinde yapilan detayli arastirmalar solar modellerle aciklanamayan sonuclara ulasti Sonucta genel dusuk notrino akisi Homestake deneyinde bulunan Gunes in cekirdeginin daha dusuk sicaklikta olmasini gerektiriyordu Ancak notrino enerji spektrumundaki detaylar ise daha olmasini gerektiriyordu Kapsamli bir alternatif bulma arastirmasi solar modellerde yapilabilecek degisikliklerin bu problemi cozmeyecegini aksine daha da kotulestirecegini ortaya koydu CozumSolar notrino problemi notrinonun ozellikleri hakkindaki gelismeler sonucu cozuldu Parcacik fizigindeki standart modele gore uc cesit notrino cesidi vardir Elektron notrinosu Gunes tarafindan uretilen ve yukarida bahsedilen deneylerde Ornegin Homestake deneyi tespit edilen tur Muon notrinosu 1970 lerde notrinolarin kutlesiz ve turleri degismez olduguna inaniliyordu 1968 de Bruno Pontecorvo eger notrinolarin kutlesi olsaydi turde degistirebileceklerini onerdi Boylece kayip gunes notrinolari dunyaya gelirken tur degistirip Homestake Madeni ve diger notrino gozlemevlerindeki detektorlerde tespit edilemeyen ancak gunesten elektron notrinosu olarak ciktiklari dusunuldu SN 1987A supernovasi Kamiokande ve IMB detektorleri notrinolarin varis zamanlarindaki farkliliktan yararlanarak notrinolarin kutlesinin olabilecegini ortaya koydu Ancak cok az notrino etkinligi tespit edildiginden burdan kesin bir sonuc cikarmak zordu Ustelik eger Kamiokande ve IMB bu bu zaman farkliliklarini daha hassas detektorlerle olcebilmis olsaydi notrinolarin kutlesinin olup olmadigi daha kolay bulunabilirdi Eger notrinolarin kutlesi olmasaydi isik hizinda hareket ederlerdi kutleleri olsaydi isik hizindan biraz daha yavas bir hiza sahip olurlardi Detektorler tasarlanirken supernovadan notrino tespit etmek icin tasarlanmadigindan bu yapilamadi Notrino salinimlari ile ilgili ilk kanit 1998 de Super Kamiokande isbirliginden geldi Bu gozlemlerde muon notrinolari Kozmik isinlar tarafindan atmosferin ust tabakasinda uretilen duzenli olarak tau notrinolarina donusuyordu Bu da daha onceki deneylerde tespit edilen notrinolarin tespit edilebilecek notrino sayisindan daha az oldugunu kanitliyordu Ayrica Super Kamiokande sadece kozmik isinlarin dunya atmosferiyle etkilesimlerinden olusan muon notrinolari inceleniyordu tau notrinolari degil Notrino salinimlari ile ilgili ikna edici kanit ise 2001 de Sudbury Notrino Gozlemevi nden geldi Kullanilan detektor agir suyu tespit araci olarak kullanarak Gunesten gelen butun notrino cesitlerini tespit etti Elektron ve diger iki notrino cesidini Muon ve tau notrinolarini ayirt edemedi birbirinden ayirt edebildi Kapsamli istatistiksel analizlerin ardindan Dunya ya ulasan notrinolarin yalnizca 35 inin elektron notrinosu oldugu geri kalanin ise muon ve tau notrinolari oldugu ortaya kondu Toplam notrino sayisi daha onceden gunes icindeki fuzyon tepkimelerinden yola cikilarak yapilan tahminle uyusuyordu Bu tespitlerin taninmasiyla Super Kamiokande den Takaaki Kajita ve Sudbury Notrino Gozlemevi nden Arthur B McDonald 2015 Nobel Fizik Odulu nu kazandi Ayrica bakinizKaynakca The Nobel Prize in Physics 2002 3 Agustos 2004 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Temmuz 2006 Haxton W C Annual Review of Astronomy and Astrophysics vol 33 pp 459 504 1995 Detecting Massive Neutrinos August 1999 Scientific American by Kearns Kajita Totsuka Q R Ahmad et al Measurement of the rate of interactions produced by 8B solar neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory Physical Review Letters 87 071301 2001 Arthur B McDonald Joshua R Klein and David L Wark Solving the Solar Neutrino Problem Scientific American vol 288 no 4 April 2003 pp 40 49Dis baglantilarSolar neutrino data15 Mayis 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Solving the Mystery of the Missing Neutrinos13 Ekim 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde Raymond Davis Jr s logbook2 Ekim 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde Nova The Ghost Particle15 Eylul 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde The Solar Neutrino Problem5 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde by John N Bahcall A set of photos of different Neutrino detectors4 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde John Bahcall s web site4 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde