Що таке сонячні нейтрино і чому їх складно виявити

Найпростіший спосіб уявити собі нейтрино - це електрон, тільки без електричного заряду.

Що залишиться від електрона, якщо ми приберемо електричний заряд? Ну, очевидно, він не буде взаємодіяти з електромагнітним полем. Його маса (не відмінна від заряду) може бути набагато меншою. Або наближатися до нуля (а значить заряд є).

Однак у нього, як і раніше, залишається кутовий момент (спін), і він взаємодіє за допомогою слабких сил.

Чому нейтрино складно виявитиНейтрино були вперше постульовані для "балансу" в ядерних взаємодіях; передбачалося, що вони існують, несучи з собою деяку енергію, деякий імпульс і кутовий момент, так що ці величини зберігаються при певних формах ядерного розпаду.

Існування нейтрино було експериментально підтверджено в 1950-х роках.

Як і електрони, нейтрино також мають важчих двійників: на додаток до електрон-нейтрино існують мюон-нейтрино і тау-нейтрино, які відповідають важчим родичам електрона - мюону і тау-частинкам.

Ми вже давно знаємо, що в результаті реакції ядерного синтезу в ядрі Сонця утворюються нейтрино. Тому виявлення сонячних нейтрино було важливим для нашого розуміння Всесвіту.

І справді, ми виявили сонячні нейтрино, як і було передбачено... за винятком того, що їх було занадто мало.

Так, у ранніх дослідах спостерігалися тільки електрон-нейтрино. Це наштовхнуло на думку про можливе пояснення: нейтрино не тільки мають масу, але їхній "аромат" (електрон, мюон, тау) та маса-енергія не можуть бути одночасно зафіксовані.

Якщо, вимірюючи атом, ми фіксуємо масу-енергію, то смак нейтрино стає невизначеним.

Тому те, що на Сонці починається як потік електрон-нейтрино, у детекторі може фіксуватися як мюон-нейтрино.

І саме це ми і спостерігаємо: "зниклі" сонячні нейтрино зовсім не зникли, вони в підсумку виявляються як мюонні нейтрино. Їхній вимір рівнозначний неявному виміру елементів "матриці змішування мас", що є важливим внеском у Стандартну модель фізики частинок, або, скоріше, в розширені форми Стандартної моделі, які включають масивні нейтрино в тій чи іншій формі.

Теги: Нейтрино
Поділитися:

Написати коментар

Популярні статті

Також читають