نوترینو‌های طعم‌دار؛ راز مرگ ستارگان

نوترینو‌های طعم‌دار؛ راز مرگ ستارگان

دانشمندان برای یافتن اطلاعات مهم در مورد انفجار‌های ابرنواختری به مطالعه نوترینو‌ها می‌پردازند. در حالی که تحقیقات قبلی سه طعم (نوع) نوترینو را شناسایی کرده بود، بسیاری از محققان با مطالعه نوترینو با طعم وانیل" بدون در نظر گرفتن طعم "شکلات" و "توت فرنگی"، مطالعه در مورد این موضوع را ساده کردند.
کد خبر: ۹۰۵۶۶
بازدید : ۹۲۷۷
۲۸ بهمن ۱۳۹۹ - ۱۰:۱۲
ستاره های در حال مرگ
 
فرادید| هر عاشق بستنی ناپلی (نوعی بستنی سه طعم) می‌داند سه طعم بهتر از یک طعم است. تحقیقات جدید از دانشگاه نورث وسترن نشان داده است که با مطالعه هر سه "طعم" موجود در یک ابرنواختر، آن‌ها سرنخ بیشتری را درباره چگونگی و دلیل مرگ ستاره‌ها پیدا کرده اند.

به گزارش فرادید؛ دانشمندان برای یافتن اطلاعات مهم در مورد انفجار‌های ابرنواختری به مطالعه نوترینو‌ها می‌پردازند. در حالی که تحقیقات قبلی سه طعم (نوع) نوترینو را شناسایی کرده بود، بسیاری از محققان با مطالعه نوترینو با طعم وانیل" بدون در نظر گرفتن طعم "شکلات" و "توت فرنگی"، مطالعه در مورد این موضوع را ساده کردند. در واقع این نوع نامگذاری برای مشخص کردن انواع نوترینو‌ها استفاده میشود تا بهتر از هم تشخیص داده شوند.


با گنجاندن سه نوع نوترینو در این مطالعه، محققان دانش عمیق تری از ستاره‌های در حال مرگ پیدا کرده و شروع به کشف فرضیه‌های موجود می‌کنند.
مرگ ستاره
در یک انفجار ابرنواختری، ۹۹% انرژی ستاره مرده از طریق نوترینو ساطع می‌شود. سرعت آن‌ها تقریبا برابر با سرعت نور و تعاملشان با ماده بسیار ضعیف است؛ بنابراین نوترینو‌ها اولین پیام رسان‌هایی هستند که به زمین می‌رسند و مرگ یک ستاره را نشان می‌دهند.

از زمان کشف اولیه در دهه ۱۹۵۰، فیزیکدانان ذرات و اخترفیزیکدانان گام‌های مهمی در درک، کشف و خلق نوترینو برداشته اند. اما برای محدود کردن پیچیدگی مدل ها، بسیاری از افرادی که ذرات زیر اتمی را مطالعه می‌کنند، فرض‌هایی را برای ساده کردن تحقیق انجام می‌دهند. به عنوان مثال فرض می‌کنیم، نوترینو‌های غیرالکترونی وقتی از یک ابرنواختر بیرون می‌آیند، یکسان رفتار می‌کنند.
انفجار ابرنواختر
محققین این رشته اظهار می‌کنند بخشی از آنچه مطالعه نوترینو‌ها را بسیار پیچیده می‌کند این است که آن‌ها از اجسام فشرده (درون یک ستاره) ناشی می‌شوند و سپس با یکدیگر تعامل میکنند و این بدان معناست که وقتی طعم یک نوترینو تحت تأثیر قرار می‌گیرد، دقیقا مانند یک ظرف بستنی میوه‌ای ذوب شده، تحول آن تحت تأثیر سایر طعم‌ها قرار میگیرد.

در واقع شما نمی‌توانید شرایط را برای تعامل نوترینو‌ها با یکدیگر در زمین ایجاد کنید. اما در اجسام فشرده، شما چگالی زیادی از نوترینو‌ها دارید؛ بنابراین نوترینو‌ها در حال تعامل با یکدیگر اند، زیرا تعداد زیادی در اطرافشان وجود دارد. در نتیجه هنگامی که مقدار زیادی از نوترینو‌ها در یک انفجار عظیم ابرنواختری فروپاشی هسته آزاد می‌شوند، شروع به نوسان می‌کنند و فعل و انفعالات بین نوترینوها، خصوصیات و رفتار‌های کل سیستم را تغییر می‌دهد.

بنابراین، وقتی تراکم نوترینو زیاد است، کسری از نوترینو‌ها طعم شان را با هم مبادله می‌کنند. وقتی طعم‌های مختلف در جهات مختلف از عمق یک ستاره ساطع می‌شوند، تبدیل طعمی بسیار سریع اتفاق می‌افتد که "تبدیل سریع" نامیده می‌شود.
نوترینو‌ها طعم دار
این تحقیق نشان داد که هرچه تعداد نوترینو‌ها رشد کند، نرخ تبدیل آن‌ها نیز بدون توجه به جرم افزایش می‌یابد. در این مطالعه، دانشمندان یک شبیه سازی غیر خطی از "تبدیل سریع" در هنگام حضور سه طعم نوترینو انجام دادند، جایی که تبدیل سریع با تعامل و تغییر طعم‌های نوترینو مشخص میشود.

محققان این فرض که سه طعم نوترینو -میون، الکترون و تاو نوترینو- توزیع زاویه‌ای یکسانی دارند را حذف کردند و به هر یک توزیع متفاوتی دادند. دانشمندان نشان دادند که همه آن‌ها در واقع مرتبط هستند و نادیده گرفتن حضور میونها، استراتژی خوبی نیست و هنگام انجام یک مطالعه با در نظر گرفتن سه طعم از نوترینو‌ها، نتایج به شدت تغییر می‌کنند.

محققان این پژوهش بیان کرده اند که ما سعی میکنیم دیگران را متقاعد کنیم وقتی این تبدیل سریع را در نظر میگیریم، برای درک آن باید از هر سه طعم نوترینو استفاده کنیم. درک صحیح از نوسانات سریع میتواند پاسخ اصلی منفجر شدن برخی ستارگان از ابرنواختر باشد.

نوترینو

نوترینو‌
نوترینو یک ذره بنیادی است که از نظر الکتریکی خنثی بوده و به ندرت وارد برهمکنش می‌شود. نوترینو به معنی «کوچک خنثی»، معمولاً با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند، از نظر الکتریکی خنثی بوده و قادر است از درون مواد تقریباً بدون هیچ برهمکنشی عبور نماید. نوترینو‌ها دارای جرم بسیار کوچک، اما غیر صفر هستند.

از آنجایی که نوترینو‌ها بار الکتریکی ندارند، تحت تأثیر نیرو‌های الکترومغناطیس قرار نمی‌گیرند. نوترینو‌ها تنها تحت تأثیر نیروی هسته‌ای ضعیف که در مقایسه دارای بُرد بسیار کوتاه‌تری از نیروی الکترومغناطیس است، قرار می‌گیرند؛ لذا قادر هستند مسافت‌های بسیار طولانی را درون مواد بدون برهمکنش طی نمایند.

نوترینو‌ها در ضمن واپاشی بتا، در واکنش‌های هسته‌ای مانند آنچه در خورشید یا راکتور‌های اتمی رخ می‌دهند و هچنین در اثر برخورد پرتو‌های کیهانی با اتم‌ها ایجاد می‌گردند.

سه نوع یا «طعم» نوترینو وجود دارد: الکترون نوترینو، میون نوترینو و تاو نوترینو. همچنین هر یک از آن‌ها پادذره مربوط به خود به‌نام پادنوترینو دارند.

بیشتر نوترینو‌هایی که از زمین عبور می‌کنند، از خورشید صادر می‌شوند. در هر ثانیه از هر سانتی‌متر مربع زمین، در حدود ۶۵ میلیارد (۱۰۱۰×۶٫۵) نوترینوی خورشیدی عبور می‌کند.

اَبَرنواختر یا سوپرنوا

ابرنواختر
پر جرم‌ترین ستاره‌های عالم، زندگی خود را با انفجاری عظیم به نام اَبَر نو اختر (Supernova) به پایان می‌برند.

یک اَبَر نو اختر زمانی رخ می‌دهد که یک ستارهٔ در حال مرگ، شروع به خاموش شدن می‌کند. آن گاه به‌طور ناگهانی منفجر شده و مقدار بسیار زیادی نور تولید می‌کند و در پسِ خود، یک هستهٔ کوچک نوترونی به جای می‌گذارد.

نوترون سنگین‌ترین ذره در فضا است. مقدار کمی نوترون (به اندازهٔ یک سر سوزن) می‌تواند هزاران تُن جرم داشته باشد.

طی این انفجار، ستاره، مادهٔ خود را به سوی فضا پرتاب می‌کند و ممکن است درخشندگی آن، به مدت چند روز، از کل یک کهکشان هم بیشتر باشد. هنوز هم می‌توان بقایای درخشان ستاره‌های منفجر شده را (که صد‌ها یا هزاران سال پیش از هم پاشیده‌اند) مشاهده کرد.

ابرنواختر‌ها به قدری درخشان هستند که حتی یکی از همین ابرنواختر‌ها در گذشته، در چین و در روز با چشم غیر مسلح مشاهده شده است.

«اَبَرنواخترها» بسیار نادر هستند. در کهکشان خودمان به‌طور میانگین در هر قرن یک یا دو ابَرنواختر رخ می‌دهد که برخی از آن‌ها نیز در پسِ غبارِ کهکشان پنهان می‌شوند. آخرین ابَرنواختر قطعی که در راه‌شیری دیده‌شد، ابرنواختر کپلر در سال ۱۶۰۴ میلادی بود. اما اخترشناسان (به‌ویژه رصدگران آماتور) تعداد بسیار بیشتری را در دیگر کهکشان‌ها یافته‌اند.
برچسب ها: ستارگان
ارسال نظرات
نام:
ایمیل:
* نظر:
از میان اخبار
نگاه
تازه‌‌ترین عناوین