Електронне нейтрино

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

 Працюю

Електронне нейтрино
Склад: елементарна частинка
Родина: ферміон
Група: Лептон
Покоління: перше
взаємодії: слабка, гравітаційна
Частинка: електронне нейтрино
Античастинка: електронне антинейтрино
Передбачена: 1930, Вольфганг Паулі
Відкрита: 1956, Клайд Кован, Фредерік Рейнз, Ф.Б. Гаррісон, Г.В. Крузе та А.Д. Макґваєр
Символ: νe
Число типів: 2
Маса: менше 0.28eB та більша за 0eB
Час життя: стабільна
Електричний заряд: 0
Кольоровий заряд: 0
Спін: 1/2 

Електронне нейтри́но — одне з трьох підвидів нейтрино, стабільна елементарна частинка, електрично нейтральна, з групи лептонів зі спіном 1/2 . Бере участь лиш у слабкій і гравітаційній взаємодіях. Є першим передбаченим та відкритим підвидом нейтрино. Відноситься до першого покоління частинок наряду з електроном, від якого й отримала свою назву. Як і будь-яке нейтрино надзвичайно мляво взаємодіють з речовиною, через що майже абсолютно вільно перелітає будь-яку перешкоду. Вільно осцилює в та з інших підвидів нейтрино - мюоного і тау-лептонного нейтрино. Античастинка — електронне антинейтрино.

Передбачення[ред.ред. код]

Див. також статтю: Нейтрино#Історія_відкриття.

В 1910-х рр при в рамках дослідження радіоактивних процесів було виявлено що під час β-розпаду енергія електронів варіюється в дуже широких межах і безперервним спектром. [1] Попри те що в інших радіоактивних процесах енергія частинок змінюється дискретно. Окрім того було виявлено що енергія новоутвореного електрона та атомного ядра менша аніж ядра атома до β-розпаду. Це ставило під сумнів закон збереження енергії. Також не спрацьовувала статистика кутових моментів частинок до і після розпаду.

В 1930 4 грудня Вольфганг Паулі в листі висловив припущення, що в ядрі існує електрично нейтральна частинку зі спіном 1/2, масою менше 1% від маси протона, яку він назвав "нейтроном". Така частинка пояснила б усі невідповідності. [1]

В 1932 Джеймс Чедвік відкрив частинку, яка не має електричного заряду, має спін 1/2, щоправда за масою вона виявилася навіть трохи важчою за протон. Ця частинка отримала назву "нейтрон". Частинка передбачена Паулі залишалася невідкритою.

За пропозицією Енріко Фермі, який в 1934 розробив математичну теорію β-розпаду за участю частинки, її перейменували на "нейтрино". [2] Того ж року на основі цих математичних викладок Ганс Бете і Рудольф Пайєрлс розрахували що нейтрино з енергією кілька MeB майже не взаємодіє зі звичайною матерією. Настільки слабко що здатне без суттєвих втрат здолати 1000 св.р матерії (наприклад зрідженого водню). Це робило дуже маловірогідним її експериментальне підтвердження. [3]

Відкриття[ред.ред. код]

В 1946 року Бруно Понтекорво запропонував метод детектування нейтрино за допомогою реакції перетворення ядер хлору на ядра радіоактивного аргону[1]

У 1956 році команді фізиків під очільництвом Фредеріка Райнеса та Клайда Кована вдалося експериментально зафіксувати трек нейтрино. В 1995-му за це відкриття Райнесу вручили Нобелівську премію з фізики. Кован не дожив до цієї події. [1]

На ядерному комплексі Саванна Рівер в штаті Південна Кароліна (США) збудували контейнер з водним розчином хлориду кадмію (Cd Cl2). Внаслідок β-розпадів (уточнення: зворотній бета-розпад) ядер урану та плутонія щосекунди генерувався потік порядка 1012 антинейтрино на 1 см2. Згідно з теорією Фермі антинейтрино і протон (ядро гідрогену) при зіткненні породжували позитрон та нейтрон. Виниклі позитрони анігілювали з електронами, при анігіляції виникала пара гамма-квантів з енергією порядка 0.5 MеВ. Нейтрони у свою чергу поглиналися ядрами кадмію, яке випускали гамма-кванти іншої частоти. Аналіз статистики частот гамма-квантів і дозволив довести існування невловимих нейтрино. [3]

Ядерна реакція з поглинанням антинейтрино:

Дослідження[ред.ред. код]

Див. також статтю: Проблема сонячних нейтрино.
Див. також статтю: Осциляції нейтрино.
Схема термоядерних реакцій в ядрі Сонця, та виділення електронних нейтрино.

Всі попередні теоретичні і експериментальні дослідження виходили з існування лише одного підвиду нейтрино/антинейтрино, яке виникає при утворенні позитрона/електрона. Потужним генератором нейтрино є Сонце, в ядрі якого відбувається нуклеосинтез: з протонів формуються ядра гелію та часом важчих елементів (металів).

Наступного року після детекції нейтрино було виявлено що нейтринні детектори вловлюють втричі менше нейтрино, аніж мало б бути згідно з розрахунків щодо термоядерних реакцій в надрах Сонця. При цьому інші вимірювання енерговиділень Сонця узгоджувалися з теоретичними розрахунками. Дефіцит нейтрино здобув назву "проблема сонячних нейтрино".


Посилання[ред.ред. код]

  1. а б в г Юрій Райхель (2015-10-08). "За перетворення загадкової частинки". Газета День. Процитовано 2017-03-13. 
  2. Андрій Андруховський (2015-04-25). "Вольфганг Ернст Паулі". кафедра Інформатики КПНУ. Процитовано 2017-03-14. 
  3. а б Алєксєй Лєвін (2010-10-01). "Частинка - привид: нейтрино". Elementy.ru ((рос.)). журнал "Популярная механика". Процитовано 2017-03-14.