НЕЙТРИНО
План
· Что такое нейтрино? Понятие «спин»
· Каким же образом открыли нейтрино
· Понятие «лептон». Разновидность нейтрино. Магические превращения
· Проблема солнечных нейтрино
· Охота на нейтрино
· Труды не остались без награды
· Подытожим
Что такое нейтрино? Понятие «спин»
Нейтрино (итал. neutrino — нейтрончик, уменьшительное от neutrone — нейтрон) — нейтральная фундаментальная частица с полуцелым спином, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящаяся к классу лептонов.
Спин — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого.
Каким же образом открыли нейтрино.
Вскоре после открытия А. Беккерелем явления радиоактивности Э. Резерфорд показал, что в результате радиоактивного распада появляются электроны. Это явление было названо β--распадом(бета-минус-распад). В 1934 г. Ирэн и Жолио Кюри обнаружили явление β+-распада(бета-плюс-распад), сопровождающееся появлением в результатеβ+-распада позитронов. Изучение явления β-распада привело к неожиданному результату. Оказалось, что и электроны, и позитроны имеют непрерывный спектр энергий. Для объяснения этого явления В. Паули предположил, что процесс β-распада сопровождается появлением не одной наблюдаемой заряженной частицы электрона (β--распад) или позитрона (β+‑распад), а двух. Вторую частицу сложно обнаружить, т.к. она имеет маленькую массу и нулевой электрический заряд. Эта частица вначале была названа нейтроном, но после открытия нейтронов в составе атомного ядра была по предложению В. Паули переименована в нейтрино, что в переводе с итальянского означает «маленькая нейтральная частица».
|
|
Понятие «лептон». Разновидность нейтрино. Магические превращения
Существует несколько видов нейтрино. Но перед тем как узнать о них поподробнее, нам нужно познакомиться с понятием лептон
Лептоны – фундаментальные частицы с полуцелым спином, не участвующие в сильном взаимодействии. Наряду с кварками и калибровочными бозонами лептоны составляют неотъемлемую часть Стандартной модели.
Итак, нейтрино разделяют на три вида:
· электронное нейтрино;
· мюонное нейтрино;
· тау-нейтрино.
И у каждого из этих видов есть своя пара антинейтрино:
· электронное антинейтрино;
· мюонное антинейтрино;
· анти-тау-нейтрино.
Существуют теоретические предпосылки, предсказывающие существование четвёртого типа нейтрино — стерильного нейтрино. Однозначного экспериментального подтверждения их существования пока нет.
Различные виды нейтрино могут преобразовываться друг в друга — это так называемые нейтринные осцилляции. Считается, что это происходит из-за того, что нейтрино обладают ненулевой массой.
Так, например, мюонные нейтрино могут «превращаться» в электронные
Теперь поговорим отдельно о каждой из них
Электронное нейтрино — элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с электроном составляет первое поколение лептонов.
Гипотеза о существовании нейтрино была предложена Вольфгангом Паули в письме участникам физической конференции в Тюбингене в 1930 году. Экспериментально её было обнаружено в 1956 году командой под руководством Клайда Коуэна и Фредерика Райнеса.
|
|
Мюонные нейтрино — элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с мюоном составляет второе поколение лептонов.
Гипотеза о существовании ещё одного вида нейтрино (кроме уже известного электронного) была предложена в 1940-х годах. Экспериментально частица была обнаружена в 1962 году группой исследователей под руководством Леона Ледермана, Мелвина Шварца и Джека Стейнбергера.
Небольшой интересный факт:
Группа исследователей, работающих с детектором OPERA в крупнейшей в мире лаборатории физики ядерных исследований ЦЕРН, опубликовала результаты своих измерений, из которых следует, что мюонные нейтрино способны двигаться быстрее скорости света. Полученные результаты специалисты подвергли сомнению, поскольку они не согласуются не только с теорией относительности, но и с другими экспериментами с нейтрино. 23 февраля 2012 года ЦЕРН сообщила, что коллаборация OPERA выявила два фактора, которые могли вызвать ошибки измерения.
Проведенные вскоре, в марте 2012 года, независимые измерения в том же тоннеле сверхсветовых скоростей нейтрино не обнаружили. В мае 2012 года OPERA провела ряд контрольных экспериментов и пришла к окончательному выводу, что причиной ошибочного вывода о сверхсветовой скорости стал технический дефект (плохо вставленный разъём оптического кабеля)
Тау-нейтрино — элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино, то есть нейтральный лептон. Вместе с тау-лептоном (таоном), тау-нейтрино составляет третье поколение лептонов. Тау-нейтрино является последним открытым лептоном, и одной из последних обнаруженных частиц, предсказанной Стандартной моделью.
Та́у-лепто́н, тао́н — нестабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином ½.
Существование третьего вида нейтрино подразумевалось после того, как в 1975 году был открыт тау-лептон на электрон-позитронном коллайдере SPEAR в национальной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) М. Перлом и сотрудниками. Об экспериментальном открытии тау-нейтрино было объявлено в июле 2000 года коллаборацией DONUT, работающей на базе Фермилаба и предназначенной специально для прямого обнаружения тау-нейтрино.