Призрачное свечение атомной электростанции было обнаружено за 150 миль (о детекторе нейтрино))

[Inti]

https://www.sciencealert.com/ghostly-glow-of-a-nuclear-power-station-was-detected-in-pure-water-150-miles-away

[pteros]

Перевод статьи:
"Еще в 2018 году резервуар с чистейшей водой, погребенный под многокилометровыми породами в Онтарио, Канада, вспыхнул, когда сквозь его молекулы пробились едва различимые частицы.
Впервые вода была использована для обнаружения частицы, известной как антинейтрино, которая возникла в ядерном реакторе на расстоянии более 240 километров (150 миль). Этот невероятный прорыв обещает нейтринные эксперименты и технологию мониторинга, в которых используются недорогие, легко приобретаемые и безопасные материалы.
Как одни из самых распространенных частиц во Вселенной,нейтрино представляют собой странные маленькие частицы, обладающие большим потенциалом для более глубокого понимания Вселенной. К сожалению, они почти не имеют массы, не несут заряда и вообще почти не взаимодействуют с другими частицами. В основном они проходят сквозь пространство и горные породы, как будто вся материя бестелесна. Не зря их называют призрачными частицами.
Антинейтрино являются античастицей - аналогом нейтрино. Обычно античастица имеет заряд, противоположный ее частичному эквиваленту; античастицей отрицательно заряженного электрона, например, является положительно заряженный позитрон. Поскольку нейтрино не несут заряда, ученые могут отличить их друг от друга только на основании того факта, что электронное нейтрино возникнет рядом с позитроном, в то время как электронное антинейтрино появляется вместе с электроном. Электронные антинейтрино во время ядерного бета-распада, типа радиоактивного распада, при котором нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Одно из этих электронных антинейтрино может затем взаимодействовать с протоном с образованием позитрона и нейтрона - реакция, известная как обратный бета-распад. Для обнаружения этого особого вида распада используются большие резервуары, заполненные жидкостью, вдоль которых установлены фотоумножители. Они предназначены для улавливания слабого свечения черенковского излучения, создаваемого заряженными частицами, движущимися в жидкости быстрее, чем может пройти свет, подобно звуковому удару, возникающему при преодолении звукового барьера. Таким образом, они очень чувствительны к очень слабому свету.
Антинейтрино в огромных количествах вырабатываются ядерными реакторами, но они обладают относительно низкой энергией, что затрудняет их обнаружение.
Познакомьтесь с SNO+:  погребённая под более чем 2 километрами (1,24 мили) горных пород, она является самой глубокой подземной лабораторией в мире. Эта каменная оболочка обеспечивает эффективный барьер от помех, создаваемых космическими лучами, позволяя учёным получать исключительно чёткие сигналы.
Сегодня 780-тонный сферический резервуар лаборатории заполнен линейным алкилбензолом, жидким сцинтиллятором, усиливающим свет. Еще в 2018 году, когда установка проходила калибровку, она была заполнена сверхчистой водой.
Изучив данные, собранные за 190 дней в ходе этого этапа калибровки в 2018 году, группа SNO+ обнаружила признаки обратного бета-распада. Нейтрон, образующийся в ходе этого процесса, захватывается ядром водорода в воде, что, в свою очередь, приводит к мягкому свечению на очень специфическом уровне энергии — 2,2 Мэв.
Водные детекторы Черенкова обычно с трудом обнаруживают сигналы с энергией ниже 3 Мэв; но заполненный водой  детектор в SNO+ смог обнаружить энергию до 1,4 Мэв. Эффективность обнаружения сигналов при энергии 2,2 Мэв составляет около 50 процентов, поэтому команда решила, что стоит попытать счастья в поисках признаков обратного бета-распада.
Анализ сигнала-кандидата определил, что он, вероятно, был произведен антинейтрино, с доверительным уровнем 3 сигма - вероятностью 99,7 процента.
Результат позволяет предположить, что детекторы воды могут использоваться для контроля выработки энергии ядерными реакторами.
Тем временем детектор SNO+ используется для лучшего понимания нейтрино и антинейтрино. Поскольку нейтрино невозможно измерить напрямую, мы мало о них знаем. Один из самых больших вопросов заключается в том, являются ли нейтрино и антинейтрино одной и той же частицей. Редкий, никогда ранее не наблюдавшийся распад ответил бы на этот вопрос. Детектор SNO+ в настоящее время ищет этот распад.
"Нас интригует, что чистую воду можно использовать для измерения антинейтрино от реакторов и на таких больших расстояниях", - сказал физик Логан Лебановски  из коллаборации SNO+ и Калифорнийского университета в Беркли еще в марте 2023 года.
"Мы потратили значительные усилия, чтобы извлечь горстку сигналов из данных за 190 дней. Результат радует".
Исследование опубликовано в Physical Review Letters
Первая версия этой статьи была опубликована в апреле 2023 года."

Само по себе это косвенное измерение возможных энергий антинейтрино. Причём их энергия не является кинетической в силу отсутствия у нейтрино массы. Значит на энергию влияют волновые свойства нейтрино.

[ExDi]

Само по себе это косвенное измерение возможных энергий антинейтрино. Причём их энергия не является кинетической в силу отсутствия у нейтрино массы.

..отсутствия массы покоя (что еще не есть предмет консенсуса). у фотона тоже нет массы покоя, но вполне себе есть масса и соответственно импульс, обнаруживаемый и измеряемый как давление света. это кинетическая энергия или "волновая"? и чем тогда последняя отличается от кинетической? опять же фотоны  вполне себе гравитационно взаимодействуют, т.е. для них выполняется постулат об эквивалентности гравитационной и инертной массы

[pteros]

Само по себе это косвенное измерение возможных энергий антинейтрино. Причём их энергия не является кинетической в силу отсутствия у нейтрино массы.

..отсутствия массы покоя (что еще не есть предмет консенсуса). у фотона тоже нет массы покоя, но вполне себе есть масса и соответственно импульс, обнаруживаемый и измеряемый как давление света. это кинетическая энергия или "волновая"? и чем тогда последняя отличается от кинетической?

Кинетическая энергия связана с массой покоя, которая равна нулю. Ни фотон ни нейтрино не взаимодействуют с бозоном Хиггса, который придаëт массивность частицам. Наименьшая частица, которую "видит" бозон Хиггса - электрон,  другие просто он огибает в силу  своей длины волны де Бройля.  При возникновении фотона из ЭМ волны имеют место суперсимметричные явления в результате которых фотон виртуально представляется в виде атома позитрония на время, допускаемое соотношением неопределëнностей Гейзенберга. Поэтому mc^2 = hv , в точности,  что и предполарает суперсимметрия, продполагающая состояние  псевдо-частицы фотино с полуторным спином, которая как-бы имеет действующую массу эквивалентную энергии фотона с некоторой частотой, что и обусловливает давление света.

[ExDi]

чем "как бы" отличается от имеет? и где постулируется связь кинетической энергии с массой именно покоя?
то, о чем вы пишете - называется "механизм"; насколько я представляю - результат его действия принято полагать массовой характеристикой частицы без всяких "как бы"

[pteros]

чем "как бы" отличается от имеет? и где постулируется связь кинетической энергии с массой именно покоя?
то, о чем вы пишете - называется "механизм"; насколько я представляю - результат его действия принято полагать массовой характеристикой частицы без всяких "как бы"

Как-бы, потому, что это нельзя засечь в эксперименте из-за малости времени проявления массы, поэтому эта характеристика в мнимой области и не лежит на массовой поаерхности. СТО (специальная теория относительности) описывает связь между массой покоя и скоростью в инерциальных системах отсчëта. 

[ExDi]

что нельзя засечь? массу фотона? его отклонение в гравитационном поле? и тогда фотон обладает как бы энергией? а пара частица-античастца тоже как бы массой? в какой физической статье используется термин "как бы масса" для частиц с нулевой массой покоя?

[pteros]

что нельзя засечь? массу фотона? его отклонение в гравитационном поле? и тогда фотон обладает как бы энергией? а пара частица-античастца тоже как бы массой? в какой физической статье используется термин "как бы масса" для частиц с нулевой массой покоя?

Частица и античастица обладают практически одинаковыми массами, для нейтрино и антинейтрино есть разница в энергиях из-за спиральности, что в случае нейтринного строения электрона (нейтрино электронное + ро мезон), будет незначительно влиять на разность масс электрона и позитрона ( антинейтрино электронное + ро мезон). Фотон всегда летит по геодезической и обладает энергией, зависящей от его частоты: Е=hv.  Конечно, может быть вы сторонник уравнений Прока?

[opinion]

чем "как бы" отличается от имеет? и где постулируется связь кинетической энергии с массой именно покоя?
то, о чем вы пишете - называется "механизм"; насколько я представляю - результат его действия принято полагать массовой характеристикой частицы без всяких "как бы"

Как известно, масса и энергия - это одно и то же, просто выраженное в разных единицах.

[pteros]

Как известно, масса и энергия - это одно и то же, просто выраженное в разных единицах.

Ну не вполне так. Энергия это способность к действию.  Масса почти противоположная характеристика, скрывающая эту способность и сопротивляющаяся ей, осуществляя принцип наименьшего действия.

[SONY]

Причём их энергия не является кинетической в силу отсутствия у нейтрино массы

Вообще-то сейчас нейтрино общепризнанно считается массивной, пусть и чертовски лёгкой, частицей...
Да, её масса точно не известна, т.к. погрешности экспериментов превышают саму массу, и в рамках погрешности она даже отрицательной может быть. Но работы по повышению точности замеров постоянно идут:
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
https://www.nature.com/articles/s41567-024-02461-9

у фотона тоже нет массы покоя, но вполне себе есть масса и соответственно импульс

У фотона нет массы. Точнее она равна нулю в точности.

На заре развития релятивистской физики пытались ввести понятие "релятивистской массы" (которая у фотона была больше нуля), но оно только создавало проблемы, т.к.:
1. "релятивистская масса" получается разной в разных направлениях;
2. "релятивистская масса" не участвует в гравитационном взаимодействии (напоминаю, что ускорение свободного падения от массы не зависит, падая на Землю из глубин космоса объект любой массы получает прибавку скорости 11,186 км/с, и участвуй в гравитации именно релятивистская масса, это было бы справедливо даже для ультрарелятивистских частиц, летящих лишь на долю метра в секунду медленнее света).

В итоге от "релятивистской массы" в науке отказались (хотя в школьных учебниках она всё ещё остаётся, т.к. их авторы редко являются физиками), оставив лишь одну единую массу.

[pteros]

Причём их энергия не является кинетической в силу отсутствия у нейтрино массы

Вообще-то сейчас нейтрино общепризнанно считается массивной, пусть и чертовски лёгкой, частицей...
Да, её масса точно не известна, т.к. погрешности экспериментов превышают саму массу, и в рамках погрешности она даже отрицательной может быть. Но работы по повышению точности замеров постоянно идут:
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
https://www.nature.com/articles/s41567-024-02461-9

Закон сохранения лептонного заряда совместно с двухкомпонентной теорией требует отсутствия массы у нейтрино: "Слабые взаимодействия" Ли Ц., Ву Ц. https://libcats.org/book/716283?ysclid=m28w7m70nn181478211 стр.23.

[SONY]

Закон сохранения лептонного заряда совместно с двухкомпонентной теорией требует отсутствия массы у нейтрино: "Слабые взаимодействия" Ли Ц., Ву Ц.

Книга 1968-го года, серьёзно?..

Эта статья посвящена юбилею частицы, история которой тесно переплетена с драматическим процессом познания самых фундаментальных законов природы. 50 лет назад она была рождена на «кончике пера» В. Паули, чтобы спасти законы сохранения энергии и момента количества движения в β-распаде. Через 25 лет было открыто несохранение четности в слабых взаимодействиях. Было установлено, что явления при β-распаде нарушают фундаментальную симметрию левого и правого в неживой природе. Возникла возможность увязать это нарушение симметрии с тем, что масса нейтрино точно равна нулю. При этом возникла новая фундаментальная симметрия — один из краеугольных камней физики микромира. И вот в канун своего пятидесятилетия нейтрино преподносит нам еще один сюрприз — тонкие измерения спектра β-распада, проведенные группой ИТЭФ, указывают на наличие у нейтрино ненулевой массы покоя.

https://ufn.ru/ufn81/ufn81_9/Russian/r819b.pdf
1981-й год...

Безмассовая частица движется строго со скоростью света, а потому для неё не идёт время и, соответственно, в ней не могут происходить никакие внутренние процессы. Тем не менее нам известны нейтринные осцилляции в вакууме... А значит время для нейтрино течёт - у нейтрино есть ненулевая масса.

[pteros]

https://ufn.ru/ufn81/ufn81_9/Russian/r819b.pdf 1981-й год...
Безмассовая частица движется строго со скоростью света, а потому для неё не идёт время и, соответственно, в ней не могут происходить никакие внутренние процессы. Тем не менее нам известны нейтринные осцилляции в вакууме... А значит время для нейтрино течёт - у нейтрино есть ненулевая масса.

Там же на стр.58:"Однако, основываясь на проведенном ими анализе, авторы считают, что предположение о нулевой массе нейтрино несовместимо с экспериментальными данными."
Помимо текущего времени есть также мнимое время, обычно упоминаемое при повороте Вика. Есть также соотношение неопределённостей, связывающее энергию и время, означающее что не все процессы можно зафиксировать, то есть существуют спонтанные изменения состояний, неподвластные внешним воздействиям и происходящие вне текущего времени. Радиоактивный распад элементов тому подтверждение - атом может быть подвержен распаду в любой момент текущего времени от нуля до бесконечности. Существует лишь статистическое время полураспада. Значит осцилляции связаны с другими процессами типа суперсимметричных, происходящих за нерегистрируемое время.

[simple]

1981-й год...

хаха, разница 10 лет

[SONY]

Там же на стр.58:"Однако, основываясь на проведенном ими анализе, авторы считают, что предположение о нулевой массе нейтрино несовместимо с экспериментальными данными."

Да, совершенно верно: "предположение о нулевой массе нейтрино несовместимо с экспериментальными данными". Именно это я вам и говорю. Это с 80-х годов уже известно, и сейчас общепринято считать нейтрино массивной частицей.

[pteros]

Там же на стр.58:"Однако, основываясь на проведенном ими анализе, авторы считают, что предположение о нулевой массе нейтрино несовместимо с экспериментальными данными."

Да, совершенно верно: "предположение о нулевой массе нейтрино несовместимо с экспериментальными данными". Именно это я вам и говорю. Это с 80-х годов уже известно, и сейчас общепринято считать нейтрино массивной частицей.

Не понятно только как это совместимо со скоростью света, с которой летят нейтрино и котороя хорошо измерена (одно время считалось,, что скоррсть нейтрино превышает скорость света, но затем установили неучтëнные обстоятельства). Да и нейтрино считают  массивным из-за ароматов, переходящих друг в друга, что свойственно массивным частицам. Но разве это единственно возможное объяснение?

[SONY]

Не понятно только как это совместимо со скоростью света, с которой летят нейтрино и котороя хорошо измерена

Хотя точная масса нейтрино неизвестна, оценки говорят о величине не более 0,1 эВ. При этом энергия тех нейтрино, что мы фиксируем, составляет порядка МэВ и более.
Не сложно заметить, что скорость частицы массой 0,1 эВ при энергии 1 МэВ составляет 0,999999999999995 c. Отличие от 1 c на несколько порядков меньше, чем точность измерения скорости света.
Свет преодолеет расстояние в 1000 000 световых лет за 31 557 600 000 000,00 секунд. Частицы массой 0,1 эВ с энергией 1 МэВ - за 31 557 600 000 000,16 секунды.

[pteros]

Хотя точная масса нейтрино неизвестна, оценки говорят о величине не более 0,1 эВ. При этом энергия тех нейтрино, что мы фиксируем, составляет порядка МэВ и более.
Не сложно заметить, что скорость частицы массой 0,1 эВ при энергии 1 МэВ составляет 0,999999999999995 c. Отличие от 1 c на несколько порядков меньше, чем точность измерения скорости света.

Данные от февраоя 2024 года в эксперименте KATRIN указывают на массу 0,8 эВ. При массе < 0,3 эВ  возникают проблемы с массой кластеров галактик.

[SONY]

Данные от февраоя 2024 года в эксперименте KATRIN указывают на массу 0,8 эВ.

Вы как-то криво читали... Там "upper limit of m_ν < 0.8 eV" - масса точно менее 0,8 эВ.
Правда это данные от февраля 2022-го года, а не 2024-го... В 2024-м эксперимент действительно удалось сделать точнее, так что теперь "upper limit of m_ν<0.45 eV"... А если ещё точнее, то:

Based on this best-fit result we obtain an upper limit of m_ν < 0.45 eV at 90 % CL, using the Lokhov-Tkachov method (51). By construction, this upper limit equals the sensitivity of the experiment. This technique avoids shrinking upper limits for more negative values of m²_ν, which is characteristic for other methods, such as the Feldman-Cousins method (52). For completeness, the upper limit from the latter is m_ν < 0.31 eV at 90 % CL.

При массе < 0,3 эВ  возникают проблемы с массой кластеров галактик.

А тут вы вовсе диаметрально противоположно поняли! Как раз из анализа кластеров галактик следует, что масса нейтрино менее 0,3 эВ. А если точнее, то сумма масс всех типов нейтрино, как следует из наблюдения за скоплениями галактик, не превышает 0,28 эВ.