Nobelova nagrada za fiziku (2015)

U Stokholmu je danas nastavljeno objavljivanje imena ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade. Kao i svake godine, u utorak su objavljena imena dobitnika nagrade za fiziku.

Nobelovu nagradu za fiziku za 2015. godinu dobili su Takaki Kadžita (Super-Kamiokande kolaboracija, Japan) i Artur Mekdonald (kolaboracija Sudbury Neutrino Observatory, Kanada) za otkriće oscilacije neutrina i dokaz da ove čestice imaju masu.

Neutrini su zanimljive i “čudne” čestice. Poznato je da najveći broj neutrina nastaje u procesu nuklearnih (fuzionih) reakcija u jezgrima Sunca i drugih zvezda. Jedan deo neutrina koji nastanu u Suncu stiže do Zemlje i prolazi kroz nju i nas. Svake sekunde 65 milijardi neutrina proleće brzinom svetlosti kroz svaki kvadratni centimetar na Zemlji, pa i kroz nas. Neutrini su nenaelektrisane čestice koje skoro da ne interaguju sa materijom. Njihova interakcija sa materijom toliko je slaba da bi oni mogli nesmetano da prođu i kroz olovni zid debljine jedne svetlosne godine! Zbog ovako slabe interakcije detekcija neutrina je izuzetno komplikovan proces. Tokom prethodnih decenija fizičari pokušavaju da detektuju neutrine koji dolaze do Zemlje. Detekcija neutrina je zadatak koji je “poveren” ogromnim detektorima od kojih su verovatno najznačajniji Super-Kamiokande u Japanu i Sudbury opservatorija neutrina u Kanadi.

Nedugo nakon što su ovi detektori neutrina počeli da prikupljaju podatke pojavio se ozbiljan problem – broj detektovanih neutrina bio je manji od onog koji je predviđala teorija. Nakon upornih merenja, koja su počela šezdesetih godina XX veka, bilo je očigledo da je broj detektovanih neutrina tri puta manji od onog koji očekivan da dolazi sa Sunca. Ovo pitanje postalo je poznato kao “problem solarnih neutrina“.

Godine 2002. Nobelovu nagradu za fiziku dobili su Raymond Davis, Masatoshi Koshiba i Riccardo Giacconi za detekciju kosmičkih neutrina.

Rešenje ovog problema bila je revolucionarna teorija o oscilaciji neutrina. Prema ovoj teoriji neutrini neprekidno menjaju svoj tip, tj. bez obzira na to koji neutrino je nastao u nuklearnoj reakciji on tokom svog putovanja postaje bilo koji od tri moguća tipa. Detektori neutrina konstrusani su da detektuju samo jedan tip, onaj koji nastaje na Suncu, dok druga dva prolaze neprimećena. Iz ovog razloga broj detektovanih neutrina postaje tri puta manji od očekivanog. Da bi ova teorija bila moguća neutrino mora da ima masu.

Početkom XXI veka ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade (i kolaboracije u kojima rade) objavili su otkrića kojima je teorija o oscilovanju neutrina eksperimentalno potvrđena.

Više o radu ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade za fiziku možete pronaći na zvaničnom sajtu ovde i ovde.