Електронне нейтрино
| 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. Належить 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]
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 частинка зі спіном 1/2, масою менше ніж 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: зворотний 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 МеВ. Нейтрони своєю чергою поглиналися ядрами кадмію, яке випускали гамма-кванти іншої частоти. Аналіз статистики частот гамма-квантів і дозволив довести існування невловних нейтрино. [3]
Ядерна реакція з поглинанням антинейтрино:
Дослідження[ред. | ред. код]
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 розрахунками щодо термоядерних реакцій в надрах Сонця. При цьому інші вимірювання енерговиділення Сонця узгоджувалися з теоретичними розрахунками. Дефіцит нейтрино здобув назву "проблема сонячних нейтрино".
Посилання[ред. | ред. код]
- ↑ а б в г Юрій Райхель (8 жовтня 2015). "За перетворення загадкової частинки". Газета День. Архів оригіналу за 14 березня 2017. Процитовано 13 березня 2017.
- ↑ Андрій Андруховський (25 квітня 2015). "Вольфганг Ернст Паулі". кафедра Інформатики КПНУ. Архів оригіналу за 7 грудня 2018. Процитовано 14 березня 2017.
- ↑ а б Олексій Лєвін (1 жовтня 2010). "Частинка - привид: нейтрино". Elementy.ru ((рос.)) . журнал "Популярная механика". Архів оригіналу за 15 березня 2017. Процитовано 14 березня 2017.