Мала академія наук запустила цикл зустрічей із Нобелівськими лауреатами. На лекціях зіркових науковців можна почути історії успіху та епікфейлів, надихнутися прикладами та поставити вченим власні запитання.

13 червня з МАНівцями спілкувався канадський астрофізик Артур Макдональд — лауреат Нобелівської премії з фізики 2015 року за відкриття нейтринних осциляцій.

Сьогодні ділимося конспектом найцікавіших тез лекції вченого!

Про дослідження нейтрино і його значення для науки

Раніше ми вже чули про нейтрино від Такаакі Кадзіти — японського фізика, з яким Артур Макдональд розділив «Нобелівку» 2015 року. Лектор продовжив розкривати цю тему і розпочав свій виступ з оповіді про те, над чим разом із колегами-науковцями працював у SNO — лабораторії в канадському місті Садбері. SNO розташована на глибині 2 км під землею, аби мінімізувати рівень радіації для її співробітників. Головна структура в цьому дослідницькому комплексі — акриловий кулеподібний контейнер з важкою водою. Діаметр цієї ємності — 12 метрів, а довкола неї розташували 9500 детекторів світла. Ці детектори реагують, коли нейтрино потрапляє в зону спостереження. 

Разом із командою Артур Макдональд вивчав сонячні нейтрино — елементарні частинки, які утворюються в умовах ядерного синтезу, як-от у ядрі Сонця, та розповсюджуються всім Всесвітом. Нейтрино беруть участь лише у слабкій взаємодії, тому можуть пролітати мільярди кілометрів без зупинки, окрім тих випадків, коли стикаються з ядром атома чи з електроном. Це робить їх надзвичайно непростими для спостереження. 

Команді Макдональда вдалося зафіксувати кількість нейтрино, які проходили крізь контейнер, й окремо визначити кількість електронних нейтрино, що склала ⅓ від загальної. Так науковці експериментальним шляхом довели, що нейтрино осцилюються: на шляху від кори Сонця до Землі ⅔ електронних нейтрино «перемикаються» на мюонні й тау-лептонні. Це відкриття підважує стандартну модель фізики елементарних частинок, адже осциляція доводить, що нейтрино мають масу. Водночас ці частинки відкривають перед ученими нові питання стосовно матерії та Всесвіту.

Про наукові спроби розгадати таємниці темної матерії

Вчений зазначив, що темна матерія є однією з найбільших загадок у Всесвіті. Її надзвичайно складно не лише дослідити, а й узагалі помітити: факт її існування фізики виводять зі спостережень за тим, на що вона впливає. Зокрема це фонове випромінювання і гравітаційна взаємодія з видимою матерією. Також наразі відомо, що загальна маса темної матерії у 5 разів більша, ніж «звичайної», і водночас ми майже нічого не знаємо про це загадкове явище.

Дослідження нейтрино також допомагають розгадати загадки антиматерії. Зокрема завдяки цим розвідкам можна дізнатися, чому ж у Всесвіті кількість матерії набагато переважає кількість антиматерії: нібито мізерна маса нейтрино стала вирішальною в перші миті існування Всесвіту після Великого вибуху. Тоді матерія «перемогла» антиматерію. Вчені довели, що нейтрино, попри свою невидимість для ока, не є частиною темної матерії, адже ймовірні її частинки поводяться так, як не поводиться жодна відома науці частинка. 

Про перспективи вивчення темної матерії

Поки науковці лише припускають, що ймовірними представниками темної матерії можуть бути масивні частинки, які беруть участь лише у гравітаційній і слабкій взаємодії, проте це питання й досі є відкритим для астрофізиків. 

Вчений розповів, що комплекс SNO розширюють просто зараз, аби зробити нові відкриття в галузі елементарних частинок. Дослідження нейтрино доводять, що досі можна натрапити на абсолютно нові явища у фізиці та підважити навіть фундаментальні закони Всесвіту, які людство десятиліттями вважало незмінними. 

Науковець закликає всіх майбутніх вчених бути допитливими, розширювати межі відомого й не обмежуватися технічними умовностями. Також Артур запрошує тих, хто вже розпочав свій науковий шлях, долучатися до програми канадського Університету Квінз для переселенців. Дізнатися деталі можна в міжнародному розділі офіційного сайту закладу.

Попереду ще багато цікавих лекцій! 

Посилання на форми реєстрації шукай на сайті МАН у розділі «Наукові івенти» ➡️ https://man.gov.ua/events

І читай найцікавіше з інших лекцій серії ➡️

Про світлодіоди, шлях до «Нобелівки» та мрії: конспект лекції фізика Хіросі Амано

Про мозок, навчання уві сні та саморозвиток у складні часи: конспект лекції Барбари Оклі

Про пам’ять, орієнтацію у просторі та лікування хвороби Альцгеймера: конспект лекції Мей-Брітт Мозер

Фейки про рослин-мутантів, користь від ГМО і небезпека їхньої заборони: конспект лекції Річарда Джона Робертса

Про нейтрино та історію дослідження цієї частинки: конспект лекції Шелдона Лі Ґлешоу

Про вивчення нейронів, дослідження неврологічних хвороб і різницю між мозком і комп’ютером: конспект лекції Едварда Мозера

Про нейтрино, таємниці осциляцій і нові закони Всесвіту: конспект лекції Такаакі Кадзіти

Про аквапорини, важливість їх дослідження та єднання націй через науку: конспект лекції Пітера Егра

Про мову генів, РНК-інтерференцію та сортування фейків: конспект лекції Крейга Мелло

Про вірусні ідеї, біологію наукового прогресу та головну мотивацію для вчених: конспект лекції Джорджа Сміта

Про шлях до «Нобелівки» з хімії, заморожування біомолекул і вивчення коронавірусу: конспект лекції Йоахіма Франка
Про моделювання молекул, органокаталіз і майбутнє медицини: конспект лекції Девіда Макміллана

Про «непотрібні» знання та секрети наукового мислення: конспект лекції Мартіна Чалфі

Про важливість занять наукою й алгоритми вдумливого навчання: конспект лекції Ліланда Гартвелла

Про соціальну відповідальність бізнесів і навіщо вона потрібна: конспект лекції Олівера Гарта

Про гравітаційні хвилі та чорні діри: конспект лекції Райнера Вайса

Про війну росії проти свободи в Україні, Казахстані й Ірані: конспект лекції Ширін Ебаді

Про пошук покликання, соціальні експерименти та боротьбу з бідністю у світі: конспект лекції Естер Дюфло

Про волатильність, глобальне потепління та його вплив на економіку: конспект лекції Роберта Енґла ІІІ

Про причини хвороби Паркінсона та науки, що допоможуть у лікуванні: конспект лекції Ренді Шекмана

Про гонку озброєнь бактерій і вірусів та спосіб редагування генома: конспект лекції Емманюель Шарпантьє

Про дитячі роки Всесвіту й таємниці космосу: конспект лекції Джона Мазера

Про флуоресцентну мікроскопію та поради майбутнім ученим: конспект лекції Вільяма Мернера

Про революційні зміни в метричній системі: конспект лекції Вільяма Філліпса

Про наукові експерименти і те, як відкрили захисників наших хромосом: конспект лекції Керол Грейдер

Про економічну модель минулого та економічні реалії сьогодення: конспект лекції Джозефа Стігліца

Про мутації вірусів, ДНК та РНК: конспект лекції Ендрю Фаєра