Масса нейтрино

Нейтри́но (итал. neutrino — нейтрончик, уменьшительное от neutrone — нейтрон) — нейтральная фундаментальная частица с полуцелым спином, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящаяся к классу лептонов.

Нейтрино малой энергии чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: так, нейтрино с энергией порядка 3—10 МэВ имеют в воде длину свободного пробега порядка 10¹⁸ м (около 100 св. лет). Каждую секунду через площадку на Земле площадью в 1 см² проходит около 6×10¹⁰ нейтрино, испущенных Солнцем^[1], однако их влияние на вещество практически никак не ощущается. В то же время нейтрино высоких энергий успешно обнаруживаются по их взаимодействию с мишенями^[2].

Каждому заряженному лептону соответствует своя пара нейтрино/антинейтрино:

• электронное нейтрино/электронное антинейтрино;
• мюонное нейтрино/мюонное антинейтрино
• тау-нейтрино/анти-тау-нейтрино

Различные виды нейтрино могут преобразовываться друг в друга — это так называемые нейтринные осцилляции ; считается, что это происходит из-за того, что нейтрино обладают ненулевой массой

Нейтрино имеют ненулевую массу, но эта масса крайне мала. Верхняя экспериментальная оценка суммы масс всех типов нейтрино составляет всего 0,28 эВ^[6][7]. Разница квадратов масс нейтрино разных поколений, полученная из осцилляционных экспериментов, не превышает 2,7·10⁻³ эВ².

Информация о точном значении массы нейтрино важна для объяснения феномена скрытой массы в космологии, так как, несмотря на её малость, возможно, концентрация нейтрино во Вселенной достаточно высока, чтобы существенно повлиять на среднюю плотность.

37. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц.

Первая ядерная реакция была осуществлена в 1919г. Резерфордом, который использовал в качестве бомбардирующих частиц α-частицы, испускаемые тяжелыми альфа-радиоактивными ядрами. Самая первая ядерная реакция, в которой был открыт протон:

₇¹⁴N+₂⁴He®₈¹⁷O+ p.

Эта реакция была исследована Резерфордом в 1919г. при помощи прибора, который использовался для изучения ядер отдачи, возникавших в результате бомбардировки различных ядер альфа-частицами.

Прибор представлял собой герметическую камеру с окошком, закрытым тонкой фольгой, за которой располагался сцинтиллирующий экран. При попадании частицы на экран возникало свечение, хорошо заметное в микроскоп. На противоположном конце от окошка камеры помещали препарат RaC, испускающий альфа-частицы с энергией 7,7 МэВ и длиной пробега в воздухе при нормальном давлении, примерно равной 7 см. Камера наполнялась исследуемым газом. Выбирая подходящее давление газа, можно было сделать пробеги исследуемых частиц с данной энергией в точности равными расстоянию от источника до экрана. Зная давление газа, по формуле, связывающей длину пробега с энергией, можно находить энергию частиц.

Резерфорд обнаружил, что в случае азота встречаются какие-то другие частицы с пробегами, более чем в 4 раза превышающими пробеги бомбардирующих альфа-частиц. Он предположил, что появление протонов с аномально большими пробегами связано не с упругим рассеянием альфа-частиц на ядрах водорода, а с новым явлением – ядерной реакцией, в результате которой первоначальные ядра ₇¹⁴N и ₂⁴He превращаются в другие ядра ₈¹⁷O и ₁¹H.