נייטרינו

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

נייטרינו חלקיק אלמנטרי יציב, נטול מטען חשמלי או מטען צבע , בעל ספין ½ (כלומר פרמיון), שייך למשפחת הלפטונים ושמסתו זעירה ביותר (אם כי אינה אפס כפי שחשבו בעבר [1]) . בגלל מאסתו הקטנה, יחסית, הנייטרינו מושפע בעיקר מהכוח הגרעיני החלש.

מכיוון שהנייטרינו לא מגיב לכח האלקטרו מגנטי או לכח החזק, הסיכוי לתגובה של הנייטרינו עם אטומי החומר דרכו הוא עובר נמוכים ביותר. להשוואה: נדרש קיר עופרת בעובי מספר שנות אור על מנת לחסום מחצית מכמות הנייטרינים העוברים דרכו. לפיכך גלאי נייטרינו מכיל מאות טונות של חומר ונבנה כך שאטומים בודדים בלבד יגיבו לפגיעת נייטרינו ביום. רק כשסופרנובה מתכווצת הצפיפות בליבה מגיעה לממדים כאלו (10¹⁴ גרם/סמ"ק) שניתן לגלות את הנייטרינים המופקים.

רוב האנרגיה של סופרנובה מתכווצת מוקרנת בצורת נייטרינים המיוצרים כשפרוטון ואלקטרון בליבה מתמזגים ויוצרים נייטרון. תופעה זו גורמת לשטף עצום של נייטרינים. ההוכחה הניסויית הראשונה הייתה בשנת 1987 כשנתגלו נייטרינים מסופרנובה 1987A.

ההשערה בדבר קיומו של הנייטרינו הועלתה לראשונה על־ידי וולפגנג פאולי בשנת 1930 על מנת להסביר את בעיית איבוד התנע בהסבר לתהליך התפרקות בטא. פאולי הציע כי חלקיק שטרם נתגלה נושא את עודף האנרגיה וכינהו "נייטרון". אולם בשנת 1932 ניתן שם זה לחלקיק שונה לגמרי שהתגלה על־ידי צ'אדויק. אנריקו פרמי נשאל האם הוא אותו "חלקיק פאולי" והשיב כי "חלקיק פאולי אינו נייטרון אלא נייטרינו" (כלומר נייטרון קטן באיטלקית), וכך קיבל החלקיק שם חדש. בשנת 1933 הוא חישב את תכונותיו של החלקיק המשוער.

הנייטרינו התגלה בניסויים רק בשנת 1956 בכור הגרעיני "סוואנה ריבר", למעלה משלושים שנה אחרי שנחזה קיומו, משום שהתגובה שלו עם אטומי חומר דרכו הוא עובר היא מזערית. ולפיכך היה צורך במכשור רגיש במיוחד.

קיימים שלושה סוגים שונים של נייטרינו או כפי שהם מכונים "טעמים", לכל אחד מהדורות של המודל הסטנדרטי. הנייטרינו האלקטרוני ν_e, הנייטרינו המואוני ν_μ והנייטרינו הטאואוני ν_τ. לכל אחד מהם קיים גם אנטי-חלקיק. למרות שלנייטרינו אין מטען חשמלי, הנייטרינו שונה מהאנטי-נייטרינו בסימן של ה"מטען" הקשור לכוח הגרעיני החלש. רק הנייטרינו האלקטרוני (ליתר דיוק האנטי-נייטרינו האלקטרוני) משתתף בהתפרקות בטא.

בנסיונות לבדוק את התהליכים המתרחשים בליבת השמש נבנו גלאים למדידת שטף הנייטרינו מהשמש. גלאים אלו נבנו במעבה האדמה על מנת לסנן "רעשים" של חלקיקים אחרים. אלא שאלו הצליחו לגלות רק שליש מכמות הנייטרינו שציפו החוקרים למצוא. הפתרון לבעיה הוצע על־ידי גריבוב ופונטרקורבו בשנת 1969, ואומת בניסוייים בשנת 2002. שהוכיחו כי בדרך בת שמונה הדקות מהשמש לכדור הארץ שני שלישים מהנייטרינו מתנודדים בין נייטרינו אלקטרוני כפי שנוצר בליבת השמש ושאותו בלבד מדדו עד כה לבין שני סוגי הטעמים האחרים.

במשך שנים הייתה אמונה רווחת כי כמויות גדולות של נייטרינו יכולים להוות את החומר האפל החם, שהוא אחד מההסברים למסה החסרה ביקום. כיום ברור שכמויות הנייטרינו אינם יכולים לתרום חלק משמעותי ממנו. תצפיות קוסמולוגיות תוחמות את התכונות של הנייטרינו.