برندگان صد و نهمین جایزه نوبل فیزیک امروز معرفی شدند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، با آغاز روزهای پرهیجان معرفی برندگان نوبل به عنوان عالی‌ترین جوایز علمی، جایزه نوبل فیزیک 2015 نیز، امروز به پاس تلاشهای «تاکاگی کاجیتا» از دانشگاه توکیو در ژاپن و «آرتور بی مک‌دونالد» از دانشگاه کوئینز در کانادا برای کشف نوسانات نوترینو که نشان می‌دهد نوترینو دارای جرم است، اختصاص یافت.

این جایزه برای مشارکت حیاتی این دو دانشمند در آزمایشاتی که نشان می‌داد نوترینوها تغییر ماهیت می‌دهند، به آن‌ها اعطا شد. این دگرگونی نیازمند برخورداری نوترینوها از جرم است. این کشف، درک انسان را در مورد درونی‌ترین عملکرد ماده تغییر داده و از اهمیت بسیار زیادی در بینش بشر از جهان برخوردار است.

«تاکاکی کاجیتا» حدود سال 2000 دریافت نوترینوهای جو در مسیر خود در آشکارساز سوپر کامیوکانده در ژاپن، تغییر ماهیت می‌دهند.

در همان زمان، یک گروه تحقیقاتی در کانادا به رهبری «آرتو بی مک‌دونالد» نشان دادند که نوترینوهای خورشید در مسیر خود به سمت زمین ناپدید نمی‌شوند، بلکه در زمان ورود به رصد خانه نوترینوی Sudbury یک ماهیت دیگر می‌گیرند.

یک معمای نوترینویی که فیزیکدانان برای چندین دهه با آن درگیر بودند، حل شده بود. در مقایسه با محاسبات نظری تعداد نوترینوها، تا دو سوم نوترینوها در اندازه‌گیری‌ها انجام شده بر روی زمین گم می‌شدند. اکنون در گروه تحقیقاتی دریافته بودند که این نوترینوها در حقیقت تغییر ماهیت می‌دادند.

برندگان نوبل فیزیک 2015

این کشف منجر به یک نتیجه‌گیری گسترده شد که بر اساس آن نوترینوها حتما از جرم برخوردارند.

این کشف برای فیزیک پایه یک کشف تاریخی بود. مدل استاندارد فیزیک در مورد درونی‌ترین عملکرد ماده بسیار موفق نشان داده بود و در برابر همه چالش‌های تجربی برای بیش از دو دهه مقاومت کرده بود. اما از آنجایی که بر اساس این مدل، نوترینوها فاقد جرم هستند، رصدهای جدید بطور واضحی نشان داد که مدل استاندارد نمی‌تواند نظریه کاملی در مورد اجزای بنیادین جهان ارائه کند.

کشفی که برنده جایزه نوبل فیزیک امسال شده، بینش‌های مهمی را در مورد همه نوترینوهای جهان اعم از پنهان و پیدا ارائه کرده است. پس از فوتون‌ها یا همان ذرات نور، نوترینو‌ها بیشترین تعداد ماده را در کل کیهان بخود اختصاص داده‌اند. زمین بطور مداوم توسط آن‌ها بمباران می‌شود.

بسیاری از نوترینوها در واکنش بین تابش کیهانی و جو زمین ایجاد می‌شوند. سایر آن‌ها در اثر واکنش‌های هسته‌ای درون خورشید تولید می‌شوند. هزاران میلیارد نوترینو در هر ثانیه از درون بدن ما عبور می‌کنند و تقریبا چیزی نمی‌تواند جلوی عبور آن‌ها را بگیرد.

نوترینوها دست‌نیافتنی‌ترین ذرات بنیادی طبیعت هستند.

اکنون آزمایشات ادامه داشته و کارهای زیادی در سراسر جهان برای شکار نوترینوها و بررسی ویژگیهای آن‌ها در حال انجام است. اکتشافات جدید در مورد عمیق‌ترین اسرار آن‌ها می‌تواند درک کنونی انسان را در مورد تاریخ، ساختار و سرنوشت آینده جهان تغییر دهد.

به هر روی کشف «نوسانات نوترینو» گوی سبقت را از سایر موضوعات علمی که محور تلاشهای علمی دانشمندان در حوزه فیزیک بودند را ربودند.

جایزه نوبل فیزیک سالانه توسط آکادمی سلطنتی علوم سوئد برای افرادی که برجسته‌ترین مشارکت را برای بشریت در حوزه فیزیک داشته‌اند، اهدا می‌شود.

برندگان جایزه نوبل فیزیک سال 2014

این جایزه سال گذشته مشترکا به «ایسامو آکاساکی» و «هیروشی آمانو» از دانشگاه ناگویا در ژاپن و «شوجی ناکامورا» از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا برای ابداع دیودهای کارآمد منتشر کننده نور آبی (ال‌ای‌دی) که امکان منابع نور سفید بصرفه را فراهم کردند، اهدا شده بود.

برنده نخستین جایزه نوبل فیزیک در سال 1901

نخستین نوبل فیزیک نیز به «ویلهلم کوتارد رونتگن»، فیزیکدان آلمانی برای خدمات خارق‌العاده‌ای که با کشف پرتوهای ایکس ارائه کرده بود، اهدا شده بود.

تا کنون 108 جایزه نوبل فیزیک از سال 1901 تا 2014 اعطا شده است که از این میان 47 جایزه تنها به یک برنده، 31 جایزه به دو برنده و 37 جایزه مشترکا به سه دانشمند داده شده است.

همچنین 198 نفر موفق به کسب این جایزه شدند که در میان آن‌ها تنها دو زن شامل ماری کوری و ماریا ژئوپرت مایر در سال‌های به ترتیب 1903 و 1963 موفق به کسب آن شده‌اند. جالب اینجاست که جان باردین، تنها دانشمندی است که دو بار در طول عمر خود توانسته جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کند.

جوان‌ترین و پیرترین برندگان جوایز نوبل فیزیک تا کنون

جوانترین دریافت‌کننده جایزه نوبل فیزیک، «لورنس برگ» بود که در سال 1915 در زمان دریافت این جایزه به همراه پدرش تنها 25 سال داشت. همچنین پیرترین برنده جایزه نوبل فیزیک تا به امروز «ریموند دیویس» بوده که در سال 2002 و در سن 88 سالگی موفق به دریافت این افتخار شد.

میانگین سنی برندگان جایزه نوبل فیزیک در زمان دریافت آن 55 سال بوده است.

جایزه نوبل شامل مدال طلا، دیپلم افتخار و یک جایزه نقدی است که هر سال مبلغ آن بسته به شرایط می‌تواند متغیر باشد. در سال 1901 به برندگان جوایز نوبل، 150 هزار و 782 کرون سوئد اهدا شد که برابر با هفت میلیون و 731 هزار کرون در دسامبر 2007 بود.

در سال 2008 به برندگان مبلغ 10 میلون کرون سوئد اهدا شد. این جوایز در یک جشن سالانه در استکهلم و در روز 10 دسامبر (19 آذر) که سالروز مرگ آلفرد نوبل است، اهدا می‌شوند.

به گزارش ایسنا، موسسه تامسون رویترز، در پیش‌بینی‌های خود از برندگان امسال جایزه نوبل فیزیک، از «دبورا جین» از دانشگاه کلورادو برای کار پیشگامانه‌اش در زمینه گازهای اتمی در دمای فوق سرد که نخستین مایع با غلظت صفر یا ابرمایع را با ذرات زیراتمی فرمیون در دماهای پایین تولید کرده بود و نیز «پل کورکوم» از دانشگاه اوتاوا و «فرانک کراوز» از موسسه ماکس‌پلانک برای کمک به درک فیزیک آتوثانیه و «ژانگ لین وانگ» از موسسه فناوری جورجیا برای ابداع ژنراتورهای ریزی که به تامین نیرو در حسگرها و دستگاه‌های پوشیدنی می‌پردازند نام برده بود.

نوترینو چیست؟(دانشنامه رشد)

نوترینو ذره بنیادی خنثایی است که در ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه با الکترون یا پوزیترون گسیل می شود.

همانند نوترون ، نوترینو نیز بار الکتریکی ندارد.

نوترینو با الکترونها عملا اندرکنش نمی کند و باعث یونش قابل توجه محیط نمی شود.

نوترینو ذره بنیادی ناپایدار و سبکی می باشد که جرمش در حدود 200/1 جرم الکترون می باشد.

آشکارسازی نوترینو:

هر چند نوترونها را به سبب اثر شان روی هسته های اتمی واکنش های هسته ای و انتقال انرژی در خلال برخوردها می توان به آسانی آشکار ساخت اما اندرکنش نوترینو با هسته ها خیلی ضعیف است. تا این اواخر واکنش هسته ایی که نوترینو ها راه انداخته باشند در آزمایشگاه آشکار سازی نشده است. 

این ذره ناپایدار است پس چگونه می توان به وجود نوترینوها پی برد؟ 

اگر در ضمن واپاشی ذره بتا تنها الکترون گسیل می شد، انرژی همه الکترونهای بتا برای ایزوتوپ پرتوزای معینی باید یکسان می بود. بدیهی است این انرژی باید برابر باشد با اختلاف انرژی درونی هسته اتمی اولیه و هسته حاصل به اضافه الکترون این اختلاف باید یکی باشد. زیرا از طریق آزمایش ثابت شده است که همه هسته های یک ایزوتوپ معین دارای جرم یکسانند. در نتیجه انرژی درونیشان یکی است. 

نحوه تولید نوترینو:

انرژی الکترون حاصل از واپاشی ذره بتا می تواند مقادیر مختلف ، از صفر تا مقدار ماکزیمم معین W را داشته باشد. مهم است بدانیم که این مقدار ماکزیمم درست برابر با انرژی درونی آزاد شده در ضمن واکنش منظور شده در بالاست. برای سازگاری با قانون بقای انرژی باید فرض کرد که در جریان واپاشی ذره بتا همراه با الکترون یک ذره دیگر نیز (یعنی نوترینو) تشکیل می شود. 

این ذره انرژی ای را با خود حمل می کند که مکمل انرژی الکترون تا W است. اگر نوترینو انرژی ای نزدیک به W با خود حمل کند، انرژی الکترون نزدیک به صفر است. اگر انرژی نوترینو کم باشد، برعکس، انرژی الکترون نزدیک به W است. تحلیل تفضیلی از واپاشی به دلایل متقاعد کننده دیگری بر گسیل نوترینو در این فرایند دلالت دارد و امکان داده است که جرم در حال سکون نوترینو را برآورد کنند. 

سایر مشخصات فیزیکی نوترینو:

معلوم شده است که جرم این ذره از ده هزارم جرم در حال سکون الکترون کمتر است. سالها تحقیق سرانجام به آنجا رسید که در 1956 از راه آزمایش واکنشی هسته ای را کشف کردند که در آن نوترینویی (ν) توسط پروتون جذب و سپس این پروتون به نوترون و پوزیترون تبدیل شد. P+ν→n+e 

در این آزمایشها چشمه نوترینوها راکتور هسته ای نیرومندی بود که در آن نوترینو در ضمن واپاشی ذره بتا از پاره های شکافت اورانیوم تشکیل می شد. 

نوترینوی خورشیدی:

واکنشهای متنوعی در راکتورها صورت گرفته است که توسط نوترینو به وجود آمده است. جالبترین آزمایش ها ، آزمایش هایی هستند که درباره آشکارسازی نوترینو های خورشیدی انجام شده اند. این آزمایش ها امکان داده اند که درستی نظرات ابراز شده درباره ساختار خورشید تحقیق و فرایند های هسته ای درون توده آن بررسی شود. 

در واکنش گداخت چهار پروتون ، که گمان می رود چشمه انرژی خورشید باشد. همراه هر هسته هلیوم تشکیل شده دو نوترینو نیز گسیل می شود. نوترینو خیلی کم با ماده اندر کنش می کند. به طوری که اکثریت قریب به اتفاق آنها در خورشید نفوذ می کنند و به درون فضای کیهانی می گریزند. 

آن بخش از نوترینو هایی که به زمین می رسند این طور تجلی می کنند که آشکارسازهای خاصی موجب واکنش های هسته ای می شوند. چون اندر کنش های درگیر با نوترینو ها خیلی ضعیف است، این بخش خیلی کوچک است و آزمایش های آشکارسازی نوترینو های خورشیدی پرهزینه و پیچیده اند. با وجود این ، این آزمایش ها انجام ، هر نوترینو های گسیل شده از توده خورشید ثبت شده اند.