Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει τον Ηλιο σε όλα τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και τώρα κατάφεραν να τον δουν και μέσω νετρίνων
 |
Η πειραματική επιβεβαίωση κατά τις τελευταίες δεκαετίες του εικοστού αιώνα ότι τα λανθάνοντα υποατομικά σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα εκπέμπονται και από άλλα ουράνια σώματα πέρα από τη Γη, όπως ο Ηλιος και οι υπερκαινοφανείς, οδήγησε σε πολλά ενδιαφέροντα συμπεράσματα. Ενα απ' αυτά είναι ότι τα νετρίνα έχουν μάζα αδράνειας, έστω κι αν αυτή είναι ένα πολύ μικρό κλάσμα εκείνης του ηλεκτρονίου. Ταυτόχρονα, όμως, ο εντοπισμός νετρίνων κοσμικής προέλευσης ουσιαστικά καθιέρωσε ένα νέο κλάδο της αστρονομίας: την αστρονομία νετρίνων.
Τα νετρίνα θα δώσουν στους αστρονόμους ένα είδος όρασης ακτίνων-Χ πολύ καλύτερο από τις πραγματικές ακτίνες-Χ. Επειδή είναι τα υποατομικά σωματίδια που αλληλεπιδρούν λιγότερο από κάθε άλλο σωματίδιο με την υπόλοιπη ύλη, μπορούν να περνάνε μέσα από πλανήτες, ακόμα και άστρα, σαν αυτά να μην υπάρχουν. Ακριβώς γι' αυτό, τα νετρίνα αποκαλύπτουν το εσωτερικό των άστρων και άλλων περιοχών εξαιρετικού ενδιαφέροντος στο σύμπαν, που δεν μπορούν να διερευνηθούν με κανένα άλλο τρόπο.
Η ίδια ιδιότητα που τα κάνει χρήσιμα για την αστροφυσική, σημαίνει ότι τα νετρίνα μπορούν να περάσουν μέσα από τους ανιχνευτές που κατασκευάζει ο άνθρωπος χωρίς ...να ανιχνευτούν. Μόλις φέτος τα σχετικά αστρονομικά όργανα έγιναν αρκετά ευαίσθητα ώστε να ανιχνεύουν μόνο τις κοσμικές πηγές, εξασφαλίζοντας την ακεραιότητα των καταγραφών από «μόλυνση» νετρίνων γήινης προέλευσης.
Η Γη φέγγει αχνά με όραση νετρίνων, όπως φαίνεται σε αυτή την καλλιτεχνική απεικόνιση (χαμηλότερη ένταση ακτινοβολίας με πράσινο και υψηλότερη με κόκκινο). Τα νετρίνα εκπέμπονται από τη φυσική ραδιενέργεια του εδάφους, αλλά και από τα φυσικά ή τεχνητά ραδιοϊσότοπα που είναι συγκεντρωμένα από τον άνθρωπο σε διάφορες περιοχές (κόκκινες βούλες). Αλλη πηγή νετρίνων είναι οι συγκρούσεις κοσμικών ακτίνων με τα ανώτερα τμήματα της ατμόσφαιρας
 |
Η παρατήρηση του φωτός που εκπέμπει ο Ηλιος επιτρέπει τη μελέτη μόνο της επιφάνειάς του, δηλαδή των ανώτερων εκατοντάδων χιλιομέτρων των αερίων του. Αν και η ενέργεια που τον κάνει φωτεινό πηγάζει από τις πυρηνικές αλληλεπιδράσεις στον πυρήνα του, το ηλιακό φως απορροφάται και επανεκπέμπεται τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων φορές από τα ενδιάμεσα στρώματα αερίων, μέχρι τελικά να διαφύγει προς το Διάστημα από την επιφάνειά του. Με «μάτια» που βλέπουν νετρίνα είναι δυνατό να παρατηρήσουμε την πυρηνική «μηχανή» στο εσωτερικό του Ηλιου, το θερμότερο 1% του όγκου του. Τα νετρίνα που παράγονται εκεί διαπερνούν τα εξωτερικά στρώματα του Ηλιου σχεδόν σαν να ήταν κενός χώρος.
Τα νετρίνα που έχουν εντοπιστεί είναι τριών ειδών ή «γεύσεων» όπως ονομάζεται η φυσική ιδιότητα που τα διαφοροποιεί: νετρίνα ηλεκτρονίου, νετρίνα μιονίου και νετρίνα ταυ. Οταν ένα νετρίνο ηλεκτρονίου αλληλεπιδράσει με έναν ατομικό πυρήνα, τότε το φορτισμένο σωματίδιο που θα εκπεμφθεί θα είναι πάντα ηλεκτρόνιο και ποτέ μιόνιο ή ταυ. Αντίστοιχα για τα άλλα δύο είδη θα είναι πάντα μιόνιο ή ταυ. Επιπλέον έχει διαπιστωθεί ότι τα νετρίνα έχουν την ικανότητα να «μεταλλάσσονται» από το ένα είδος στο άλλο, κατά τη διαδρομή τους από την αστρονομική πηγή ως τη Γη, με αποτέλεσμα να καταγράφεται μια συγκεκριμένη αναλογία τους, που αντιστοιχεί στην αρχική αναλογία, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από την αστροφυσική διεργασία που τα παρήγαγε.
Η καθοριστική καταγραφή αλληλεπίδρασης νετρίνου με πυρήνα ατόμου έγινε σε θάλαμο φυσαλίδων του CERN το 1972. Το νετρίνο ήρθε από τα αριστερά (χωρίς να αφήσει ίχνος) και όταν συγκρούστηκε με τον πυρήνα (μέσα στον κίτρινο κύκλο) προκάλεσε την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου, η συνεστραμμένη πορεία του οποίου καταγράφεται με τη λευκή γραμμή μικροφυσαλίδων.
 |
Μετρώντας την αναλογία των νετρίνων που φτάνουν στη Γη από μια πηγή, βρίσκουμε την αναλογία τους όταν παράχθηκαν, άρα και τη φυσική διεργασία παραγωγής τους. Ετσι μπορούμε να σχηματίσουμε μια εικόνα για τις φυσικές αλληλεπιδράσεις στο εσωτερικό ενός άστρου, για τις μυστηριώδεις πηγές ριπών ακτίνων γάμα, για τα τεκταινόμενα στο εσωτερικό των άστρων που εκρήγνυνται και ποιος ξέρει τι άλλο ακόμα. Η επόμενη δεκαετία ίσως είναι ο «χρυσός αιώνας» της αστρονομίας νετρίνων.
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου