Τρισδιάστατο μοντέλο σε υπερυπολογιστή της θερμότητας που συσσωρεύεται σε μια έκρηξη σουπερνόβα, που πυροδοτήθηκε από νετρίνα
Κάπου μέσα στο ορατό σύμπαν, ένα γιγαντιαίο άστρο εκρήγνυται κάθε δευτερόλεπτο ως υπερκαινοφανής αστέρας, αυτοκαταστρεφόμενο μέσα σε λίγο χρόνο με ισχύ ίση με την ισχύ του συνόλου των άστρων ενός γαλαξία. Πενήντα χρόνια μελέτης πάνω στους υπερκαινοφανείς δεν έχουν δώσει ακόμα την απάντηση για την ακριβή αιτία της έκρηξης.
Ορισμένοι αστροφυσικοί, όπως ο Χ. Τζάνκα, του ινστιτούτου Μαξ Πλανκ στη Γερμανία, θεωρούν ότι τις εκρήξεις αυτές πυροδοτεί η απότομη έκλυση τεράστιων ποσοτήτων νετρίνων από τη μετατροπή των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων σε νετρόνια. Χρησιμοποιώντας σύγχρονους πανίσχυρους υπερυπολογιστές προσπαθούν τώρα να προσομοιώσουν το φαινόμενο και να δουν αν πράγματι τα νετρίνα παίζουν τον κρίσιμο ρόλο, καθώς εγκλωβίζονται για λίγο μέσα στην υπέρπυκνη ύλη, του υπό δημιουργία αστέρα νετρονίων. Ακόμα και μ' αυτά τα μηχανήματα, μόνο ένα δευτερόλεπτο προσομοίωσης της εξέλιξης αμέσως μετά την εξάντληση των καυσίμων του μεγάλου άστρου και την κατάρρευσή του υπό την επίδραση της βαρύτητας, απαιτεί 3 χρόνια ανελλιπούς αποκλειστικής χρήσης των υπερυπολογιστών!
«Χρυσή εποχή» των νετρίνων
Σύνθετη φωτογραφία του υπολείμματος του σουπερνόβα Α Κασσιόπης, στην οποία φαίνονται τα θερμά αέρια από την έκρηξη του άστρου. Τα νετρίνα θεωρείται ότι παίζουν κρίσιμο ρόλο στην πυροδότηση της έκρηξης
Γιατί μετά από εκατομμύρια χρόνια που φώτιζε σχετικά σταθερά τη σκοτεινιά του Διαστήματος, ένα γιγαντιαίο άστρο ξαφνικά εκρήγνυται με λάμψη 100 δισεκατομμυρίων άστρων; Ποια εξωτικά ουράνια σώματα στα βάθη του Διαστήματος εκτοξεύουν σωματίδια με τη μεγαλύτερη ενέργεια που έχει παρατηρηθεί στο γνωστό σύμπαν; Τέτοια και άλλα μυστήρια βασανίζουν τους αστροφυσικούς και τους φυσικούς υποατομικών σωματιδίων επί δεκαετίες. Το κλειδί στην απάντηση όλων αυτών των μεγάλων αινιγμάτων είναι από μόνο του ένα από τα μεγαλύτερα αινίγματα της φυσικής: Το νετρίνο.
Το σύμπαν που γνωρίζουμε βρίθει από αυτά τα παράξενα, σχεδόν χωρίς μάζα αδράνειας υποατομικά σωματίδια. Προερχόμενα από πυρηνικές αντιδράσεις μέσα στα άστρα, από τη ραδιενεργό διάσπαση ασταθών ατόμων (φυσική ραδιενέργεια) και άλλες πυρηνικές αντιδράσεις, τρισεκατομμύρια νετρίνα ταξιδεύουν κάθε στιγμή τόσο στο διαστημικό κενό, όσο και μέσα από τα άστρα και τους πλανήτες, καθώς αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την υπόλοιπη ύλη.
Τα νετρίνα δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, γι' αυτό δεν αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ούτε επηρεάζονται από την αποκαλούμενη ισχυρή πυρηνική δύναμη, που συγκρατεί τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα των ατόμων. Είναι τα μόνα πραγματικά στοιχειώδη υποατομικά σωματίδια που δεν έχουν φορτίο (τα νετρόνια δεν είναι στοιχειώδη).
Τώρα η φυσική των νετρίνων μπαίνει στη χρυσή της εποχή. Τα ερευνητικά έργα που αναφέρονται στη σελίδα αυτή, είναι ένα μέρος μόνο από τις προσπάθειες που βρίσκονται σε εξέλιξη σχετικά με τη μελέτη των νετρίνων. Οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι θα οδηγήσουν σε βαθύτερη κατανόηση της φυσικής πραγματικότητας σε πολλά επίπεδα.
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»
