Cristalele crescute pentru a studia neutrino-ul elastic coerent

Anonim
Cristalele crescute pentru a studia neutrino-ul elastic coerent 151_1
Cristalele crescute pentru a studia neutrino-ul elastic coerent

Studiul a fost susținut de acordarea Fundației științifice ruse (RNF) și publicată în revista revistei Chimice Termodynamice. Fizica modernă de câteva decenii încearcă să afle natura uneia dintre cele mai paradoxice particule subatomice - Neutrino.

Pentru prima dată, particula a fost văzută la începutul secolului al XX-lea, când se observă reacția decăderii beta (electron sau pozitron este eliberat), oamenii de știință au descoperit că cantitatea de energie înainte de reacție are loc și după aceea nu coincid, Aceasta este, legea sa de conservare nu este respectată. Apoi fizicianul elvețian Wolfant Pauli a sugerat că există unele particule evazive care au o parte din energie cu ei.

Experimental, această ipoteză a fost confirmată numai după 23 de ani. Inițial, aceste particule au dorit să fie numite neutroni, deoarece acestea sunt neutre din punct de vedere electric, dar acest termen a fost deja ocupat. Particulele au fost numite "neutrino" - din "neutronul" italian. Studiul suplimentar al neutrinilor cu oamenii de stiinta moderni poate ajuta la intelegerea naturii materiei, detalii detaliate explozii stea si structura universului. Cercetătorii cred că în univers cantitatea de materie predomină asupra cantității de antimaterie, iar neutrino va ajuta la explicarea cauzei acestui dezechilibru.

Cristalele crescute pentru a studia neutrino-ul elastic coerent 151_2

Cristalele unice de tungsten cu litiu, parțial substituite cu molibden, din care vor fi făcute bolometre pentru a studia procesele de împrăștierea coerentă elastică a neutrinosului / © Inx

Există ardori despre ce grup de particule include neutrini. Dacă presupunem că sunt în grupul de particule mayorane, adică sunt antiparticule în sine, atunci oamenii de știință au ocazia de a observa un tip rar de degradare beta - dublu beta-dezintegrare fără neutrino. În acest caz, doi neutroni pot trece împreună o degradare beta, astfel încât neutrino emis de un neutron este imediat absorbit de un alt neutron. Astfel de decăderi beta nu au fost încă observate, astfel încât oamenii de știință moderni sunt implicați în dezvoltarea de instrumente pentru urmărirea unor astfel de fenomene.

Bolometrele sunt folosite pentru a observa dezintegrarea beta (dispozitive pentru măsurarea energiei radiațiilor) din cristale de înaltă puritate care emit lumină la absorbția radiației. Unul dintre materialele promițătoare pentru crearea bolometrelor este monocristalele molibdatelor primelor și celei de-a doua grupări ale mesei Mendeleev, în special molibdate de litiu (Li2moo4).

În plus, metalele alcaline și alcaline Pământul, molibdele și tungsten sunt folosite pentru a studia neutrino-ul de împrăștiere coerentă elastic pe nucleeni, ceea ce vă permite să obțineți informații despre formarea universului și evoluția stelelor, precum și structura nucleului și pot fi utilizate pentru a monitoriza reactoarele nucleare. Molibdele strânse cu litiu conțin elemente grele (molibden și tungsten), datorită căreia secțiunea transversală (probabilitatea interacțiunii) a împrăștierii elastice coerente a neutrino crește.

Oamenii de știință ai Institutului de Chimie Inorganică numit după A. V. Nikolaev SB Ras (INH, Novosibirsk) au dezvoltat o metodologie pentru creșterea noilor monocristale de lith-tungsten cu o mică substituție a molibdenului de tungsten și a studiat proprietățile lor termodinamice. Cristalele singulare sunt cultivate utilizând metoda de calitate inferioară a Czcralsky, în care creșterea apare la temperaturi scăzute (mai puțin de un grad).

Pe baza modelelor fizico-chimice obținute, autorii lucrării au planificat instrucțiunile în care trebuie îmbunătățite proprietățile funcționale ale cristalelor. De exemplu, în cursul studiilor, au fost descoperite legăturile dintre energia lattice a cristalelor unice studiate și luminiscența luminoasă, ceea ce face posibilă prezicerea în continuare a direcției schimbărilor în proprietățile luminescente și creșteți noi cristale unice promițătoare. Acest lucru se poate face prin adăugarea altor elemente la tungsten-ul de tungsten-molybdat.

"Folosind aceste cristale unice, va fi posibilă efectuarea experimentelor cu kilograme de cristale unice și nu cu tone. După cum sa menționat deja, dezintegrarea beta neurobătă dublu nu a fost încă observată, iar natura împrăștierii elastice coerente a nucleelor ​​atomice de neutrino nu este, de asemenea, bine înțeleasă.

Prin urmare, înainte de materialele întregii lumi, sarcina este de a crea din ce în ce mai multe materiale de înaltă puritate și de a studia în detaliu proprietățile lor funcționale ", spune Nata Matskevich, doctor de științe chimice, manager de proiect pentru Grant RNF, lider de laborator de cercetători Termodinamica materialelor anorganice ale Institutului de Chimie Inorganică numită A. V. Nikolaev SB Ras.

Sursa: Știința goală

Citeste mai mult