Neutrino - Polski Serwis Naukowy

Neutrino – cząstka elementarna, należąca do leptonów (fermionów o spinie 1/2). Ma zerowy ładunek elektryczny. Neutrina występują jako cząstki podstawowe w Modelu Standardowym. Doświadczenia przeprowadzone w ostatnich latach wskazują, że neutrina mają niewielką, bliską (ale nie równą) zeru masę spoczynkową. Powstają między innymi w wyniku rozpadu $\beta^{+}$ (beta plus), przykładowo:

Masa spoczynkowa (in. masa niezmiennicza lub po prostu masa) - wielkość fizyczna w fizyce relatywistycznej, charakteryzująca ciało bądź układ ciał, która nie zależy od układu odniesienia. W dowolnym układzie odniesienia, masa spoczynkowa jest wyznaczona przez energie i pędy wszystkich ciał.
Neutretto – historyczne określenie neutralnego elektrycznie mezonu (nie chodzi o mezon w dzisiejszym znaczeniu; mezonami nazywano wówczas cząstki o masie pośredniej między elektronem i protonem). Wyraz ten zaproponowali po raz pierwszy w 1938 Walter Heitler i Niel Arley dla „obojętnego odpowiednika ciężkiego elektronu” (mionu), który miał pojawiać się w kaskadach promieniowania kosmicznego.

${}^{11}_{6}\hbox{C}\;\to\;^{11}_{5}\hbox{B}\;+\;{e^+}+\;\nu_e$

Nazwa jest włoskim zdrobnieniem neutronu. Została zaproponowana przez włoskiego fizyka Enrico Fermiego.

Rodzaje neutrin

Istnieją 3 stany zapachowe neutrin:

$\nu_e\,$ neutrino elektronowe

$\nu_\mu\,$ neutrino mionowe

$\nu_{\tau}\,$ neutrino taonowe

Prawdopodobnie każdy rodzaj neutrina ma swój odpowiednik (antyneutrino) w antymaterii. Antyneutrino elektronowe powstanie w trakcie rozpadu $\beta^{-}$ (beta minus), przykładowo: ${}^{3}_{1}\hbox{H}\;\to\;^{3}_{2}\hbox{He}\;+\;{e^-}+\bar{\nu}_e$

lub

DONUT (akronim z ang. Direct Observation of the NU Tau, czyli Bezpośrednia Obserwacja Neutrina Taonowego) to eksperyment polegający na rejestracji neutrina taonowego.
Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN (fr. Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) — ośrodek naukowo-badawczy położony na północno-zachodnich przedmieściach Genewy na granicy Szwajcarii i Francji, pomiędzy Jeziorem Genewskim a górskim pasmem Jury. Obecnie do organizacji należy dwadzieścia państw. CERN zatrudnia 2600 stałych pracowników oraz około 8000 naukowców i inżynierów reprezentujących ponad 500 instytucji naukowych z całego świata. Najważniejszym narzędziem ich pracy jest największy na świecie akcelerator cząstek – Wielki Zderzacz Hadronów.

${}^{14}_{6}\hbox{C}\;\to\;^{14}_{7}\hbox{N}\;+\;{e^-}+\bar{\nu}_e$

Neutrina, podczas propagacji w przestrzeni, mogą zmieniać swój rodzaj (zapach) – zjawisko to nazywane jest oscylacją neutrin.

Historia

Neutrina, jako cząstki bardzo słabo oddziałujące z materią, były trudne do bezpośredniego zarejestrowania. Ich istnienie najpierw zostało przewidziane teoretycznie przez Wolfganga Pauliego 1930 r. Pauli wyciągnął wniosek o istnieniu tej cząstki na podstawie analizy rozkładu energii elektronów powstających w rozpadzie beta. Eksperymentalne potwierdzenie istnienia neutrin nastąpiło dopiero w roku 1956 (Frederick Reines i Clyde Cowan).

Rozpad beta – jeden z typów reakcji rozpadu jądra. Jest to przemiana jądrowa, której skutkiem jest przemiana nukleonu w inny nukleon, zachodząca pod wpływem oddziaływania słabego. Wyróżnia się dwa rodzaje tego rozpadu: rozpad β − (beta minus) oraz rozpad β + (beta plus). W wyniku tego rozpadu zawsze wydzielana jest energia, którą unoszą produkty rozpadu. Część energii rozpadu może pozostać zmagazynowana w jądrze w postaci energii jego wzbudzenia, dlatego rozpadowi beta towarzyszy często emisja promieniowania gamma.
Global Positioning System (GPS) - właściwie GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – jeden z systemów nawigacji satelitarnej, stworzony przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską. System składa się z trzech segmentów: segmentu kosmicznego - 31 satelitów orbitujących wokół Ziemi na średniej orbicie okołoziemskiej; segmentu naziemnego - stacji kontrolnych i monitorujących na ziemi oraz segmentu użytkownika - odbiorników sygnału. Zadaniem systemu jest dostarczenie użytkownikowi informacji o jego położeniu oraz ułatwienie nawigacji po terenie.

Neutrino mionowe dawniej nazywano neutretto.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

Czy wiesz że...? beta

KamLAND (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector) - eksperyment neutrinowy, badający oscylacje neutrin reaktorowych. Detektor o masie 1 000 ton, wypełniony ciekłym scyntylatorem i zawierający ok. 1 850 fotopowielaczy, znajduje się w Japonii w kopalni w Kamioce (na miejscu detektora Kamiokande).

MINOS – (ang. Main Injector Neutrino Oscillation Search) – eksperyment naukowy z dziedziny fizyki cząstek elementarnych prowadzony w USA jednocześnie w Fermilabie i w kopalni w Minnesocie.

Spin jest to własny moment pędu cząstki w układzie w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych. Spin jest pojęciem czysto kwantowym. W mechanice klasycznej, gdy cząstka spoczywa, musi mieć zerowy moment pędu. Układ spoczynkowy istnieje tylko, gdy cząstka ma masę. Gdy cząstka jest bezmasowa (np. foton), można jedynie określić rzut spinu na kierunek propagacji cząstki. Matematycznie spin jest wielkością tensorową wynikającą z teorii kwantowej. Dokładnie jest to własność związana z tensorowym charakterem funkcji falowej, opisującej daną cząstkę, względem grupy obrotów. Np. funkcja falowa pionów może być uważana za wektor, funkcja falowa hipotetycznych grawitonów miałaby być tensorem 2. rzędu, zaś funkcja falowa elektronów jest spinorem o rzędzie 1/2.

Neutrina słoneczne (ang. Solar Neutrinos) – neutrina produkowane i emitowane przez Słońce. Powstają one w procesach termojądrowej syntezy jąder lekkich pierwiastków oraz w rozpadach β+, zachodzących w centrum Słońca.

Terminem supernowa określa się kilka rodzajów kosmicznych eksplozji, które powodują powstanie na niebie niezwykle jasnego obiektu, który już po kilku tygodniach bądź miesiącach staje się niemal niewidoczny. Istnieją dwie możliwe drogi prowadzące do takiego wybuchu: w jądrze masywnej gwiazdy przestały zachodzić reakcje termojądrowe i pozbawiona ciśnienia promieniowania zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, lub też biały karzeł tak długo pobierał masę z sąsiedniej gwiazdy, aż przekroczył masę Chandrasekhara, co spowodowało eksplozję termojądrową. W obydwu przypadkach, następująca eksplozja supernowej z ogromną siłą wyrzuca w przestrzeń większość lub całą materię gwiazdy. Utworzona w ten sposób mgławica jest bardzo nietrwała i ulega całkowitemu zniszczeniu już po okresie kilkudziesięciu tysięcy lat, znikając zupełnie bez śladu. Z tego powodu w naszej Galaktyce znamy obecnie zaledwie 265 pozostałości po supernowych, choć szacunkowa liczba tego rodzaju wybuchów w ciągu ostatnich kilku miliardów lat jest rzędu wielu milionów.

Promieniowanie kosmiczne – promieniowanie złożone, zarówno korpuskularne jak i elektromagnetyczne, docierające do Ziemi z otaczającej ją przestrzeni kosmicznej. Korpuskularna część promieniowania składa się głównie z protonów (90% cząstek), cząstek alfa (9%), elektronów (ok 1%) i nielicznych cięższych jąder. Promieniowanie docierające bezpośrednio z przestrzeni kosmicznej nazywamy promieniowaniem kosmicznym pierwotnym. Cząstki docierające do Ziemi w wyniku reakcji promieniowania kosmicznego pierwotnego z jądrami atomów gazów atmosferycznych, to promieniowanie wtórne.

Zjawisko fizyczne – przemiana, na skutek której zmieniają się tylko właściwości fizyczne ciała lub obiektu fizycznego, natomiast właściwości chemiczne pozostają bez zmian. Definicja używana przez chemików.