Królewska Szwedzka Akademia Nauk przyznała w tym roku nagrodę za odkrycie oscylacji neutrin i wynikającego z tej obserwacji stwierdzenia, że cząstki te posiadają masę. Odkrycie niesie istotne konsekwencje dla fizyki kwantowej, astrofizyki i kosmologii i otwiera nowy rozdział w fizyce.
“To odkrycie zmieniło nasze rozumienie najgłębszych tajników materii i może się okazać kluczowe dla naszego pojmowania Wszechświata” – uzasadnił swoją decyzję Komitet Noblowski.
Do tej pory Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki przyznano 108 razy łącznie 199 laureatom. Wśród nich są tylko dwie kobiety, w tym Maria Skłodowska-Curie, którą uhonorowano w 1903 roku za badania nad promieniotwórczością.
ZDANIEM EKSPERTA:
Komitet noblowski postanowił uhonorować badaczy jednych z najbardziej egzotycznych cząstek elementarnych – neutrin. Przez wiele dziesięcioleci uważano, że nie mają one masy. Jednak obserwacje dokonane w japońskim detektorze Super-Kamiokande oraz w kanadyjskim Sudbury Neutrino Observatory dowiodły, że neutrina mają masę, choć bardzo, bardzo małą. Dowodem na to jest zjawisko oscylacji neutrin, czyli faktu, że zmieniają one swój „zapach”.
Neutrina występują w trzech odmianach: neutrina elektronowe (najpowszechniej spotykane na Ziemi), mionowe i taonowe. Podczas podróży przez czas i przestrzeń neutrino zmienia cyklicznie swój „zapach”. Jak napisał jeden z naszych autorów w artykule „Czy coś może poruszać się szybciej niż światło?”: „To trochę tak, jakby samochód w czasie jazdy zmieniał się ze Skody Fabii w Fiata Punto, by po chwili stać się Suzuki Alto i znowu Skodą Fabią”. Zadziwiające, ale też istotne z tego powodu, że fakt posiadania masy przez neutrino wpływa na to, jakie mogą być dalsze losy naszego Wszechświata.
– Jan Stradowski, Szef działu nauki „Focusa”, z wykształcenia lekarz medycyny, z zamiłowania biolog i przyrodnik. W Radiu TOK FM prowadzi audycję „Człowiek 2.0”
Czytaj także:
Tajemnicze cząstki
„Neutrina to jedne z najbardziej tajemniczych cząstek elementarnych” – tłumaczy prof. dr hab. Ewa Rondio, dyrektor naukowcy Narodowego Centrum Badań Jądrowych, szefowa warszawskiej grupy neutrinowej – „Biliony neutrin przelatują w każdej sekundzie przez nasze ciała, nie czynią nam jednak krzywdy – ich oddziaływanie z materią jest zbyt słabe. Nie mają ładunku i posiadają bardzo małą masę, dlatego bardzo trudno je wykryć, niosą jednak wiele interesujących informacji zarówno o początkach Wszechświata jak i własnościach materii nas otaczającej”.
Oscylacje neutrin to kwantowo-mechaniczny fenomen polegający na zmianie tożsamości neutrina podczas jego lotu przez przestrzeń.
„Obserwacja nowego rodzaju oscylacji otwiera drogę do badania tzw. łamania symetrii ładunkowo-przestrzennej (CP), która umożliwia rozróżnienie pomiędzy materią i antymaterią” – dodaje dr Justyna Łagoda, kierująca grupą neutrinową w Zakładzie Fizyki Wielkich Energii NCBJ, uczestnik eksperymentu Super-Kamiokande – „Łamanie symetrii CP w oddziaływaniach neutrin na bardzo wczesnym etapie ewolucji Wszechświata może być przyczyną obserwowanej dominacji materii nad antymaterią, co jest jedną z największych zagadek współczesnej nauki”.
Fizyka neutrin i Polacy
W eksperymencie Super-Kamiokande od samego początku uczestniczyła prof. Danuta Kiełczewska z Uniwersytetu Warszawskiego. Zapoczątkowało to rosnące zaangażowanie polskich fizyków w eksperymenty fizyki neutrin w Japonii.
Dziś w Polsce istnieją cztery silne ośrodki fizyki neutrin: Warszawa, Kraków, Katowice i Wrocław. Najsilniejsza grupa fizyków neutrinowych to Warszawska Grupa Neutrinowa. Stanowią ją naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz Politechniki Warszawskiej. Grupa pracuje przy eksperymentach: Super-Kamiokande, T2K, Minos, Icarus znajdujących się w Japonii, USA i Europie. Przygotowuje sprzęt i oprogramowanie do owych eksperymentów, analizuje dane pochodzące z nich i dokonuje odkryć. Najważniejsze odkrycie w fizyce neutrin ostatnich lat – potwierdzenie oscylacji neutrin mionowych w elektronowe – stało się udziałem również Polskiej Grupy Neutrinowej.
Polscy fizycy biorą udział we wszystkich fazach eksperymentów, w które są zaangażowani – poczynając od przygotowywania sprzętu i oprogramowania, uczestnictwie w zbieraniu danych przez eksperyment, ich analizowaniu, a skończywszy na przygotowywaniu publikacji, w której przedstawiany jest ostateczny wynik, odkrycie. Współpraca pomiędzy polskimi grupami i ośrodkami zagranicznymi wciąż jest poszerzana. Neutrinowe grupy polskie powiększają się, zdobywają doświadczenie i rozwijają są cenieni przez międzynarodowe zespoły naukowców.
Więcej informacji: http://neutrino.fuw.edu.pl/pl
Najciekawsze nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z ostatnich lat:
- 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 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.
- 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.
- 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.
Czytaj także: NOBEL 2015 Z MEDYCYNY I FIZJOLOGII ZA NOWE TERAPIE PRZECIWKO PASOŻYTOM