نوترینو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

نوترینو ذره بنیادی خنثایی است که در ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه با الکترون یا پوزیترون گسیل می شود. همانند نوترون ، نوترینو نیز بار الکتریکی ندارد. نوترینو با الکترونها عملا اندرکنش نمی کند و باعث یونش قابل توجه محیط نمی شود. نوترینو ذره بنیادی ناپایدار و سبکی می باشد که جرمش در حدود 200/1 جرم الکترون می باشد.

[ویرایش] آشکارسازی نوترینو

هر چند نوترونها را به سبب اثر شان روی هسته های اتمی واکنش های هسته ای و انتقال انرژی در خلال برخوردها می توان به آسانی آشکار ساخت اما اندرکنش نوترینو با هسته ها خیلی ضعیف است. تا این اواخر واکنش هسته ایی که نوترینو ها راه انداخته باشند در آزمایشگاه آشکار سازی نشده است.

این ذره ناپایدار است پس چگونه می توان به وجود نوترینوها پی برد؟

اگر در ضمن واپاشی ذره بتا تنها الکترون گسیل می شد، انرژی همه الکترونهای بتا برای ایزوتوپ پرتوزای معینی باید یکسان می بود. بدیهی است این انرژی باید برابر باشد با اختلاف انرژی درونی هسته اتمی اولیه و هسته حاصل به اضافه الکترون این اختلاف باید یکی باشد. زیرا از طریق آزمایش ثابت شده است که همه هسته های یک ایزوتوپ معین دارای جرم یکسانند. در نتیجه انرژی درونیشان یکی است.

[ویرایش] نحوه تولید نوترینو

انرژی الکترون حاصل از واپاشی ذره بتا می تواند مقادیر مختلف ، از صفر تا مقدار ماکزیمم معین W را داشته باشد. مهم است بدانیم که این مقدار ماکزیمم درست برابر با انرژی درونی آزاد شده در ضمن واکنش منظور شده در بالاست. برای سازگاری با قانون بقای انرژی باید فرض کرد که در جریان واپاشی ذره بتا همراه با الکترون یک ذره دیگر نیز (یعنی نوترینو) تشکیل می شود.

این ذره انرژی ای را با خود حمل می کند که مکمل انرژی الکترون تا W است. اگر نوترینو انرژی ای نزدیک به W با خود حمل کند، انرژی الکترون نزدیک به صفر است. اگر انرژی نوترینو کم باشد، برعکس، انرژی الکترون نزدیک به W است. تحلیل تفضیلی از واپاشی به دلایل متقاعد کننده دیگری بر گسیل نوترینو در این فرایند دلالت دارد و امکان داده است که جرم در حال سکون نوترینو را برآورد کنند.

[ویرایش] سایر مشخصات فیزیکی نوترینو

معلوم شده است که جرم این ذره از ده هزارم جرم در حال سکون الکترون کمتر است. سالها تحقیق سرانجام به آنجا رسید که در 1956 از راه آزمایش واکنشی هسته ای را کشف کردند که در آن نوترینویی (ν) توسط پروتون جذب و سپس این پروتون به نوترون و پوزیترون تبدیل شد. P+ν→n+e در این آزمایشها چشمه نوترینوها راکتور هسته ای نیرومندی بود که در آن نوترینو در ضمن واپاشی ذره بتا از پاره های شکافت اورانیوم تشکیل می شد.

[ویرایش] نوترینوی خورشیدی

واکنشهای متنوعی در راکتورها صورت گرفته است که توسط نوترینو به وجود آمده است. جالبترین آزمایش ها ، آزمایش هایی هستند که درباره آشکارسازی نوترینو های خورشیدی انجام شده اند. این آزمایش ها امکان داده اند که درستی نظرات ابراز شده درباره ساختار خورشید تحقیق و فرایند های هسته ای درون توده آن بررسی شود.

در واکنش گداخت چهار پروتون ، که گمان می رود چشمه انرژی خورشید باشد. همراه هر هسته هلیوم تشکیل شده دو نوترینو نیز گسیل می شود. نوترینو خیلی کم با ماده اندر کنش می کند. به طوری که اکثریت قریب به اتفاق آنها در خورشید نفوذ می کنند و به درون فضای کیهانی می گریزند.

آن بخش از نوترینو هایی که به زمین می رسند این طور تجلی می کنند که آشکارسازهای خاصی موجب واکنش های هسته ای می شوند. چون اندر کنش های درگیر با نوترینو ها خیلی ضعیف است، این بخش خیلی کوچک است و آزمایش های آشکارسازی نوترینو های خورشیدی پرهزینه و پیچیده اند. با وجود این ، این آزمایش ها انجام ، هر نوترینو های گسیل شده از توده خورشید ثبت شده اند.