Нейтрино

Відео: Всесвіт. Темна матерія і темна енергія. Антиматерія і античастинки, нейтрино

нейтрино - стабільні нейтральні лептони з напівцілим спіном, які беруть участь тільки в слабкій і гравітаційній взаємодіях. Надзвичайно слабо взаємодіють з речовиною: нейтрино з енергією 1 МеВ мають в свинці довжину вільного пробігу ~ 10 20 см (~ 100 світлових років).
Нейтрино - стабільна електрично нейтральна елементарна частинка, маса якої близька до нуля. Вона належеть в групу лептонів. Швидкість руху нейтрино близька до швидкості світла. Розрізняють нейтрино електронне, мюонне і? -лептонная нейтрино. Нейтрино і відповідні їм антинейтрино беруть участь тільки в слабких і гравітаційних взаємодіях. Вони відіграють велику роль у перетвореннях елементарних частинок, в глобальних космогонічних процесах.
Кожному зарядженого лептони відповідає своя пара нейтрино / антинейтрино:
Маса електронного нейтрино вкрай мала. Верхня експериментальна оцінка становить всього 2 еВ (отримана для антинейтрино). Верхні межі для мас мюонного і тау-нейтрино на даний момент (2006 рік) оцінюються в 190 кеВ і 18,2 МеВ відповідно.
Маса нейтрино важлива для пояснення феномену прихованої маси в космології, оскільки, незважаючи на її трохи, концентрація нейтрино у Всесвіті достатньо висока, щоб істотно вплинути на середню щільність речовини.
Якщо нейтрино мають ненульову масу, то різні види нейтрино можуть перетворюватися один в одного. Це так звані осциляції нейтрино, на користь яких свідчать спостереження сонячних нейтрино, кутовий анізотропії атмосферних нейтрино, а також проведені на початку цього століття експерименти з реакторними (див. KamLAND) і прискорюють нейтрино. Крім того, існування осциляцій нейтрино, ймовірно, безпосередньо підтверджено експериментами в Садбері. Підтвердження осциляцій нейтрино вимагатиме внесення змін до Стандартну Модель.
спіральність
Нейтрино має спін 1 / 2. Однак експериментально детектируются тільки нейтрино з певною спіральність, тобто тільки нейтрино з однією проекцією спина на напрям руху, яке задається імпульсом. Нейтрино мають ліву спіральність, антинейтрино - праву спіральність. Ліва спіральність нейтрино означає те, що його спін спрямований протилежно імпульсу.


Однією з основних проблем в ядерній фізиці 20-30х років ХХ століття була проблема бета-розпаду: спектр електронів, що утворюються при? Розпаді, виміряний англійським фізиком Джеймсом Чедвиком ще в 1914 р має безперервний характер, тобто, з ядра вилітають електрони самих різних енергій.
Розвиток квантової механіки в 20-х роках призвів до розуміння дискретності енергетичних рівнів в атомному ядрі: це припущення було висловлено австрійським фізиком Лізою Мейтнер в 1922. Тобто спектр частинок, що вилітають при розпаді ядра повинен бути дискретним, і показувати енергії, рівні різницям енергій рівнів , між якими при розпаді відбувається перехід. Таким, наприклад, є спектр альфа-частинок при альфа-розпаді.
Таким чином, безперервність спектра електронів? Розпаду ставила під сумнів закон збереження енергії. Питання стояло настільки гостро, що в 1931 р знаменитий датський фізик Нільс Бор на Римській конференції виступив з ідеєю про незбереження енергії! Однак було й інше пояснення - втрачену енергію забирає невідома і непомітна частинка.
Гіпотезу про існування частинки, надзвичайно слабо взаємодіє з речовиною, висунув 4 грудня 1930 Паулі - не в статті, а в неформальному листі учасникам фізичної конференції в Тюбінгені:

... Маючи на увазі ... безперервний? -спектр, я зробив відчайдушну спробу врятувати «обмінну статистику» та закон збереження енергії. А саме, ймовірність того, що в ядрах існують електрично нейтральні частинки, які я буду називати «нейтронами» і мають спін 1 / 2. Маса «нейтрона» за порядком величини повинна бути порівнянною з масою електрона і в усякому разі не більше від 0, 01 маси протона. Безперервний? -спектр тоді став би зрозумілим, якщо припустити, що при? Розпаді разом з електроном вилітає ще й «нейтрон» таким чином, що сума енергій «нейтрона» і електрона залишається сталою.




Я визнаю, що такий вихід може здатися на перший погляд малоймовірним. Однак не ризикнувши, що не виіграешь- серйозність становища з безперервним? -спектр добре проілюстрував мій шановний попередник пан Дебай, який недавно заявив мені в Брюсселі: «Про ... це краще не думати зовсім, як про нові податки".


( «Відкритий лист групі радіоактивних, що зібралися в Тюбінгені », цит. по М. П. Рекало, Нейтрино.)

Згодом нейтроном була названа, як виявилося, інша елементарна частинка.
На Сольвеівському Конгресі 1933 р Брюсселі Паулі виступив з рефератом про механізм? Розпаду з участю легкої нейтральної частинки зі спіном 1/2, в якому, з посиланням на пропозицію Фермі, назвав гіпотетичну частку «нейтрино». Цей виступ був фактично першою офіційною публікацією, присвяченою нейтрино.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!