neutrina

neutrina,

cząstki elementarne o ładunku elektr. równym 0, spinie ℏ /2 (ℏ = h/2π, h — stała Plancka);

istnieją 3 rodzaje n.: elektronowe ν_e, mionowe ν_μ i taonowe ν_τ, obdarzone liczbą leptonową (odpowiednio elektronową L_e, mionową L_μ, taonową L_τ); każdemu n. odpowiada antycząstka — antyneutrino (odpowiednio elektronowe, mionowe i taonowe), która różni się od n. znakiem liczby leptonowej. N. powstają w oddziaływaniach słabych (np. rozpadzie promieniotwórczym) i nie uczestniczą w oddziaływaniach silnych ani elektromagnetycznych, wskutek czego odznaczają się ogromną zdolnością przenikania przez ośr. materialne. Istnienie n. elektronowego przewidział 1930 W. Pauli, a odkryli je 1956 F. Reines i C.L. Cowan; n. mionowe odkryli 1962 L. Lederman, M. Schwartz i J. Steinberger, natomiast n. taonowe zostało zaobserwowane 2000 (przez międzynar. zespół fizyków DONUT w Fermilab w USA), chociaż jego istnienie zakładano od chwili odkrycia leptonu τ (1975). Badając rozpady neutralnych bozonów Z (1991 w akceleratorze LEP), uzyskano eksperymentalny dowód na istnienie tylko 3 rodzajów n., o masach mniejszych niż połowa masy bozonu Z. Po wieloletnich badaniach n. słonecznych (produkowanych w reakcjach zachodzących w Słońcu) i atmosferze (powstających w wyniku rozpadu cząstek w atmosferze ziemskiej) zespół badawczy Super-Kamiokande wykazał, że przynajmniej 2 z 3 rodzajów n. mają niezerową masę spoczynkową. To doniosłe odkrycie oznacza, że liczby leptonowe L_e, μ, τ nie są zachowane w oddziaływaniach słabych przenoszonych przez naładowane bozony W^± (jedynie sprzężenia z neutralnym bozonem Z zachowują poszczególne liczby leptonowe). Prowadzi to do (zaobserwowanego przez zespół Super-Kamiokande) zjawiska oscylacji n. polegającego na przechodzeniu jednego rodzaju n. w inny. Zjawisko oscylacji n. zostało potwierdzone 2001 w Sudbury Neutrino Observatory. Obserwacja mas n. oznacza konieczność modyfikacji Modelu Standardowego oddziaływań elektrosłabych, który w swej dotychczasowej wersji nie pozwala na opisanie oddziaływań n. o niezerowej masie.