Co to jest Neutrino?

Cząstka o bardzo niskiej masie, wokół elektronu i bez ładunku elektrycznego, neutrino jest nieuchwytną cząstką subatomową. Neutrino jest tak nieśmiałe, że czas między teorią jego istnienia a faktycznym odkryciem wynosił 25 lat. Wolfgang Pauli, znany fizyk kwantowy, teoretyzował neutrino w 1931 r. Frederick Reines i Clyde Cowan odkryli je w 1956 r. W obserwatorium neutrin przy elektrowni jądrowej w Savannah River w Południowej Karolinie.

Neutrina podróżują z prędkością prawie światła, a wiele biliardów z nich przenika twoje ciało co sekundę. Ale ponieważ neutrina mają tak małą masę i tylko nieznacznie oddziałują z atomami, mogą penetrować kilka lat świetlnych gęsto upakowanej materii przed oddziaływaniem z atomem. Z tego powodu są bardzo trudne do wykrycia.

Neutrina są generowane podczas wydarzenia znanego w fizyce jako rozpad beta. Wykrywanie neutrin wydawało się beznadziejne aż do pojawienia się technologii jądrowej. Bomby atomowe i reaktory jądrowe okazały się bogatym źródłem aktywności neutrin w stosunku do typowego miejsca na Ziemi. Pierwszymi detektorami neutrin były zbiorniki wypełnione wodą i chlorkiem kadmu. Pierwsze wykryte neutrino nie było w rzeczywistości konwencjonalnym neutrino, ale antyneutrino.

Kiedy antyneutrino zderzyło się z protonem w detektorze neutrin, interakcja wytworzyła neutron i pozyton lub antyelektron. Powstały antyelektron szybko unicestwi się z jednym z elektronów krążących wokół jądra, w wyniku czego rozpylą dwa fotony. Następnie zbłąkany neutron uwolniony z rozpadu atomu ostatecznie (~ 15 ms) zostanie wychwycony przez inny, nienaruszony atom, uwalniając więcej fotonów (światło). Ten wyraźny 2-stopniowy wzorzec uwalniania fotonu może zostać wzmocniony przez fotoamplifier, wyzwalając w ten sposób rejestr i dostarczając pozytywnych dowodów na oddziaływanie neutrin.

Dzięki nowoczesnym metodom w naszych obserwatoriach wykrywanych jest nawet jedno neutrino dziennie. Neutrino jest doskonałym przykładem fundamentalnej cząsteczki, która staje się bardziej zrozumiała, gdy poprawia się jakość naszych instrumentów naukowych. Dalsze gromadzenie dowodów dotyczących neutrina i jego właściwości z pewnością przyczyni się w cenny sposób do postępu współczesnej fizyki teoretycznej, co z kolei wygeneruje użyteczne odkrycia technologiczne i teoretyczne dla ludzkiej cywilizacji.