Neitrīno

Neitrīno (no itāļu neutrino - neitroniņš) - stabilas elementārdaļiņas, kas pieder pie neitrālajiem leptoniem ar pusveselu spinu. Šīs noslēpumainās daļiņas piedalās tikai gravitācijas un vājajā mijiedarbībā, tādēļ ārkārtīgi reti iedarbojas uz parasto matēriju. Lai neitrīno plūsmu vājinātu uz pusi, būtu nepieciešams svina slānis 100 gaismas gadu biezumā.

Neitrīno apzīmē ar simbolu $\nu \$ (grieķu alfabēta burts nī).

Vēsture

Viena no kodolfizikas pamatproblēmām XX gadsimta 20. gados bija beta sabrukšanas rezultātā radušos elektronu nepārtrauktais spektrs (no atoma kodola tiek izstaroti elektroni (beta daļiņas) ar visdažādākajām enerģijām). Pēc kvantu mehānikas principiem šim spektram būtu jābūt diskrētam, t.i. teorētiski būtu jātiek izstarotām beta daļiņām tikai ar konkrētu enerģiju, kas atbilst pārejai starp enerģijas līmeņiem attiecīgā atoma kodolā (šo teoriju noformulēja austriešu fiziķe Līza Meitnere 1922. gadā). Alfa sabrukšanas procesā tika novērotas tieši šādas diskrētas alfa daļiņu enerģijas, tomēr beta sabrukšana teorijai nepakļāvās - tikai nelielam skaitam izstaroto elektronu enerģija sasniedz teorētisko. Tas nozīmēja enerģijas nezūdamības likuma neievērošanu. 1930. gadā slavenais dāņu fiziķis Nilss Bors pat ierosināja atcelt enerģijas nezūdamības likumu attiecībā uz elementārdaļiņām. Tomēr bija arī cits risinājums - 1931. gadā fiziķis Volfgangs Pauli izteica hipotēzi par nezināmu daļiņu bez lādiņa un ar ļoti niecīgu masu, kura pārvietojas ar gaismas ātrumu un aiznes līdzi daļu enerģijas, kura katrā sabrukšanas reizē var būt savādāka. Itāļu fiziķis Enriko Fermi ieteica mīklaino daļiņu nosaukt par neitrīno - t.i., kaut ko mazu un neitrālu. Vēlāk noskaidrojās, ka, lai ievērotu spina saglabāšanās likumu, beta sabrukšanas rezultātā, ja tiek izstaroti elektroni, jārodas nevis neitrīno, bet to antidaļiņām - antineitrīno. Tikai 1956. gadā antineitrīno izdevās konstatēt eksperimentāli. 1968. gadā tika eksperimentāli pierādīta no Saules nākošo neitrīno eksistence.

Neitrīno ir spilgts piemērs, kā zinātnē kaut kas var tikt atklāts uz papīra.

Neitrīno tipi

Katram elektriski lādētam leptonam atbilst savs neitrīno (antineitrīno):

• elektronam vai pozitronam - elektronu neitrīno (antineitrīno)
• mionam - mionu neitrīno (antineitrīno)
• tau daļiņai - tau neitrīno (antineitrīno)

Ir gandrīz pierādīta hipotēze, ka neitrīno tipi spēj pārvērsties viens otrā (neitrīno oscilāciju teorija).

Neitrīno īpašības

Elektronu neitrīno masa ir ārkārtīgi maza - ne vairāk kā 0,28 elektronvolti (eV). Tiek uzskatīts, ka mionu un tau neitrīno masas ir attiecīgi ne vairāk kā 190 keV un 18,2 MeV.

Neitrīno rodas elementārdaļiņu pārvērtību un atoma kodolu sabrukšanas procesos (sk. beta sabrukšana). Ārkārtīgi daudz neitrīno izstaro pārnovas (eksplodējot pārnovai, tieši neitrīno starojums "sadedzina" visu tās tuvumā, par spīti nelielajai neitrīno iedarbībai uz vielu). Šo plūsmu iespējams reģistrēt uz Zemes ar speciāliem neitrīno detektoriem. Arī Saule kodolreakciju rezultātā izstaro neitrīno.