Нейтрына

сімвал	νe νμ ντ
маса	меншая за 0,28 эВ, але не нулявая ва ўсіх водараў (νe, νμ, ντ)
лік відаў	3
статыстыка	ферміёны
група	лептоны
пакаленне	1 (νe) 2 (νμ) 3 (ντ)
узаемадзеянне	слабае, гравітацыйнае
квантавыя лікі
электрычны зарад	0
спін	½
Іншыя ўласцівасці і звесткі
час жыцця	стабільныя
каналы распаду	няма
састаў часціцы	элементарная

Нейтры́на (італ.: neutrino — нейтрончык, памяншальнае ад neutrone — нейтрон) — незараджаная элементарная часціца з групы лептонаў. Мае спін 1/2 і масу, намнога меншую за масу электрона. Па статыстычных уласцівасцях адносіцца да ферміёнаў.

Удзельнічае ў слабых і гравітацыйных узаемадзеяннях, з-за вельмі малой масы слаба ўзаемадзейнічае з рэчывам, характарызуецца вялікай пранікальнай здольнасцю, напрыклад, свабодна праходзіць праз Зямлю і Сонца. Так, нейтрына з энергіяй парадку 3—10 МэВ маюць у вадзе даўжыню свабоднага прабегу парадку 10¹⁸ м (каля 100 св. гадоў)^[1]. Таксама вядома, што кожную секунду праз пляцоўку на Зямлі ў 1 см² праходзіць каля 6×10¹⁰ нейтрына, выпушчаных Сонцам^[2]. Аднак ніякага ўздзеяння, напрыклад, на цела чалавека яны не аказваюць. У той жа час нейтрына высокіх энергій паспяхова выяўляюцца па іх узаемадзеянні з мішэнямі^[1].

Такаакі Кадзіта і Артур Мак-Дональд атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіцы 2015 года «за адкрыццё нейтрынных асцыляцый, якія паказваюць, што нейтрына маюць масу»^[3].

Віды і ўласцівасці

Гл. таксама: Нейтрынныя асцыляцыі

Вядома 3 тыпы нейтрына: электроннае нейтрына ν_e, мюоннае нейтрына ν_μ, таоннае нейтрына ν_τ і адпаведныя ім антычасціцы ν_e, ν_μ і ν_τ (звесткі аб ν_τ і ν_τ ускосныя і магчыма, што ν_τ = ν_τ).

Кожны з тыпаў нейтрына пры ўзаемадзеянні з іншымі часціцамі можа пераўтварыцца ў адпаведны зараджаны лептон. Існуюць эксперыментальныя пацвярджэнні нейтрынных асцыляцый^[4] — пераўтварэнняў аднаго тыпу нейтрына ў другі (прапанавана Б. М. Пантэкорва ў 1957). У сваю чаргу, нейтрынныя асцыляцыі сведчаць аб тым, што нейтрына маюць ненулявыя масы спакою, і лептонныя зарады не захоўваюцца^[5].

Існуюць тэарэтычныя перадумовы, якія прадказваюць існаванне чацвёртага тыпу нейтрына — стэрыльнага нейтрына^[en]. Адназначнага эксперыментальнага пацвярджэння іх існавання (напрыклад у праектах MiniBooNE^[en], LSND^[en]) пакуль няма^[6].

Невядома, ці з’яўляецца нейтрына антычасціцай самой сабе (гл. маяранаўскі ферміён^[ru])^[6][7].

Невядома, ці парушаецца CP-інварыянтнасць пры нейтрынных асцыляцыях^[6].

Маса

Нейтрына маюць ненулявую масу, але гэтая маса вельмі малая. Верхняя эксперыментальная ацэнка сумы мас усіх тыпаў нейтрына складае ўсяго 0,28 эВ^[8][9]. Розніца квадратаў мас нейтрына розных пакаленняў, атрыманая з асцыляцыйных эксперыментаў, не перавышае 2,7⋅10-3 эВ².

Інфармацыя аб дакладным значэнні масы нейтрына важная для тлумачэння феномена схаванай масы^[ru] ў касмалогіі, бо, нягледзячы на яе малую велічыню, магчыма, канцэнтрацыя нейтрына ў Сусвеце дастаткова высокая, каб істотна паўплываць на сярэднюю шчыльнасць.

Гісторыя адкрыцця

Існаванне электроннага нейтрына было прадказана В. Паўлі (1930—1933) на падставе законаў захавання энергіі і імпульсу ў рэакцыях β-распаду.

Эксперыментальна ν_e было зарэгістравана амерыканскімі фізікамі Ф. Рэйнесам і К. Коўэнам^[en] у 1953—1956 гадах.

Крыніцы нейтрына

Выпрамяняюцца нейтрына пры пераўтварэннях атамных ядраў (β-распадзе, захопе электронаў і мюонаў^[en]), распадах элементарных часціц і інш. Працэсы, якія вядуць да ўтварэння нейтрына, адбываюцца ў рэчыве Зямлі і яе атмасферы за кошт касмічнага выпрамянення, у нетрах Сонца, зорак і інш. (гл. нейтрынная астраномія, нейтрынная астрафізіка). Штучна нейтрына атрымліваюць з дапамогай магутных ядзерных выпрамяняльнікаў, ядзерных рэактараў, паскаральнікаў зараджаных часціц.

Гл. таксама

• Бэта-распад
• Нейтрынныя асцыляцыі
• Нейтрыннае ахалоджванне^[ru]
• Схаваная маса^[ru]
• Спіс эксперыментаў у фізіцы нейтрына^[en]

Зноскі

1. Нейтрино // Физическая энциклопедия.
2. Наше Солнце
3. Заколебали. Почему за превращения нейтрино присудили Нобелевскую премию по физике // Наука и техника. Лента.ру. 6 октября 2015.
4. Куденко Ю. Обнаружение нового типа осцилляций нейтрино // «Троицкий вариант — Наука» № 13 (82), 5 июля 2011 года.
5. Bilenky, S. (2016). "Neutrino oscillations: From a historical perspective to the present status". Nuclear Physics B. 908: 2–13. arXiv:1602.00170. Bibcode:2016NuPhB.908....2B. doi:10.1016/j.nuclphysb.2016.01.025. ISSN 0550-3213.
6. Куденко Ю. Г. Нейтрино — ключ к загадкам Вселенной? (рус.) // Природа. — Наука, 2017. — № 6. — С. 3—11.
7. Физик Дмитрий Казаков о частице с нулевым электрическим зарядом, нейтринных осцилляциях и темной материи, 04.07.2013
8. Shaun A. Thomas, Filipe B. Abdalla, and Ofer Lahav. Upper Bound of 0.28 eV on Neutrino Masses from the Largest Photometric Redshift Survey(недаступная спасылка) (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 2010. — Vol. 105, iss. 3. — P. 031301.
9. Астрономы получили самую точную оценку массы «частицы-призрака». РИА Новости (22 июня 2010)

Літаратура

• Нейтрына // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 11: Мугір — Паліклініка / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2000. — Т. 11. С. 277.
• Нейтрино / М. Ю. Хлопов // Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Редкол.: Р. А. Сюняев (Гл. ред.) и др. — 2-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1986.
• Нейтрино // Физическая энциклопедия.
• Марков М. А. Нейтрино. М., 1964.
• Понтекорво Б. М. Нейтрино. М., 1966.
• Рекало М. П. Нейтрино. Киев, 1986.
• Bilenky S. Introduction to the Physics of Massive and Mixed Neutrinos(англ.) // Lecture Notes in Physics. — 2010. — Т. 817. — DOI:10.1007/978-3-642-14043-3

Спасылкі

• Покровский В. Большой праздник на улице «маленького нейтрона» // Наука и техника, «Лента.ру». (руск.)
• Левин А. Частица-призрак: нейтрино // «Популярная механика» № 3, 2010. (руск.)