นิวทริโน

นิวทริโน (อังกฤษ: Neutrino) เป็นอนุภาคมูลฐาน ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า และมีค่าสปิน (ฟิสิกส์)เท่ากับครึ่งจำนวนเต็ม นิวทริโน (ภาษาอิตาลีหมายถึง "สิ่งเป็นกลางตัวน้อย") ใช้สัญลักษณ์แทนด้วยอักษรกรีกว่า ${\displaystyle \nu _{}^{}}$ (นิว) มวลของนิวทริโนมีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคย่อยอื่นๆ และเป็นอนุภาคเพียงชนิดเดียวที่รู้จักในขณะนี้ที่มีความเป็นไปได้ว่าจะเป็นสสารมืด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสสารมืดร้อน

นิวทริโน/ปฏินิวทริโน

การใช้ห้องฟองไฮโดรเจน (อังกฤษ: hydrogen bubble chamber) ตรวจจับนิวทริโนเป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 1970 ที่ห้องทดลองแห่งชาติที่ Argonne นิวทริโนเข้าชนโปรตอนในอะตอมของไฮโดรเจน การปะทะกันเกิดขึ้นที่จุดที่เห็นได้เป็นสามรอยกระจายออกมาทางด้านขวาของภาพ
ส่วนประกอบ	อนุภาคมูลฐาน
สถิติ (อนุภาค)	Fermionic
ชั่วรุ่น	ที่ 1, ที่ 2 และ ที่ 3
อันตรกิริยาพื้นฐาน	อันตรกิริยาอย่างอ่อน และ แรงโน้มถ่วง
สัญญลักษณ์	Ve, Vμ, VT, Ve, Vμ, VT
ปฏิยานุภาค	ปฏินิวทริโนมีความเป็นไปได้ที่จะเหมือนนิวทริโน (ดู Majorana fermion).
ทฤษฎีโดย	Ve (Electron neutrino): Wolfgang Pauli (1930) Vμ (Muon neutrino): ปลายปี 1940s VT (Tau neutrino): กลางปี 1970s
ค้นพบโดย	Ve: Clyde Cowan, Frederick Reines (1956) Vμ: Leon Lederman, Melvin Schwartz และ Jack Steinberger (1962) VT: DONUT collaboration (2000)
จำนวนชนิด	3 ชนิด – อิเล็กตรอนนิวทริโน, มิวออนนิวทริโน และเทานิวทริโน
มวล	น้อย, แต่ไม่เป็นศูนย์
ประจุไฟฟ้า	0 e
สปิน	1/2
Weak hypercharge	−1
B − L	−1
X	−3

นิวทริโนเป็นเลปตอน กลุ่มเดียวกับอิเล็กตรอน มิวออน และเทา (อนุภาค) แต่ไม่มีประจุไฟฟ้า แบ่งเป็น 3 ชนิด (หรือ flavour) ได้แก่ อิเล็กตรอนนิวทริโน (V_e) มิวออนนิวทริโน (V_μ) และเทานิวทริโน (V_T) แต่ละเฟลเวอร์มีคู่ปฏิปักษ์ (ปฏิยานุภาค) ของมันเรียกว่า "ปฏินิวทริโน" ซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้าและมีสปินเป็นครึ่งเช่นกัน นิวทริโนถูกสร้างขึ้นในวิธีที่อนุรักษ์ เลขเลปตอน นั่นคือ เมื่อมี อิเล็กตรอนนิวทริโน ถูกสร้างขึ้น หนึ่งตัว จะมี โพซิตรอน (ปฏิอิเล็กตรอน) หนึ่งตัวถูกสร้างขึ้นด้วย และเมื่อมี อิเล็กตรอนปฏินิวทริโนหนึ่งตัวถูกสร้างขึ้น ก็จะมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวถูกสร้างขึ้นเช่นกัน

นิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า จึงไม่ถูกกระทบโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะกระทำต่อทุกอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า และเนื่องจากมันเป็นเลปตอน จึงไม่ถูกกระทบโดยอันตรกิริยาอย่างเข้มที่จะกระทำต่อทุกอนุภาคที่ประกอบเป็นนิวเคลียสของอะตอม นิวทริโนจึงถูกกระทบโดย อันตรกิริยาอย่างอ่อน และ แรงโน้มถ่วง เท่านั้น แรงอย่างอ่อนเป็นปฏิสัมพันธ์ที่มีระยะทำการสั้นมาก และแรงโน้มถ่วงก็อ่อนแออย่างสุดขั้วในระยะทางระดับอนุภาค ดังนั้นนิวทริโนโดยทั่วไปจึงสามารถเคลื่อนผ่านสสารทั่วไปได้โดยไม่ถูกขวางกั้นและไม่สามารถตรวจจับได้

นิวทริโนสามารถสร้างขึ้นได้ในหลายวิธี รวมทั้งในหลายชนิดที่แน่นอนของการสลายให้กัมมันตรังสี, ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่นพวกที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์, ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เมื่อรังสีคอสมิกชนกับอะตอมและในซูเปอร์โนวา ส่วนใหญ่ของนิวทริโนในบริเวณใกล้โลกเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ ในความเป็นจริง นิวทรืโนจากดวงอาทิตย์ประมาณ 65 พันล้านตัว (6.5×10¹⁰) ต่อวินาทีเคลื่อนที่ผ่านทุก ๆ ตารางเซนติเมตรที่ตั้งฉากกับทิศทางของดวงอาทิตย์ในภูมิภาคของโลก

นิวทริโนมีการ แกว่ง (อังกฤษ: oscillate) ไปมาระหว่างฟเลเวอร์ที่แตกต่างกันเมื่อมีการเคลื่อนที่ นั่นคิอ อิเล็กตรอนนิวทริโนตัวหนึ่งที่ถูกสร้างขึ้นในปฏิกิริยาการสลายให้อนุภาคบีตา อาจกลายเป็นมิวออนนิวทริโนหรือเทานิวทริโนหนึ่งตัวเมื่อมาถึงเครื่องตรวจจับ ซึ่งนิวทริโนแต่ละชนิดจะมีมวลไม่เท่ากัน ถึงแม้ว่ามวลเหล่านี้มีขนาดที่เล็กมาก จากการวัดทางจักรวาลวิทยา ได้มีการคำนวณว่าผลรวมของมวลนิวทริโนสามตัวน้อยกว่าหนึ่งในล้านส่วนของมวลอิเล็กตรอน

ประวัติ

ข้อเสนอของเพาลี

นิวทริโน ถูกตั้งสมมติฐานครั้งแรกโดย โวล์ฟกัง เพาลี (Wolfgang Pauli) ในปี 1930 เพื่ออธิบาย การสลายให้อนุภาคบีตา ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน, โมเมนตัม, และโมเมนตัมเชิงมุม (สปิน) ในทางตรงกันข้ามกับ นีลส์ บอร์ ผู้เสนอเวอร์ชันทางสถิติของกฎการอนุรักษ์ที่จะอธิบายถึงปรากฏการณ์ เพาลีตั้งสมมติฐานถึงอนุภาคที่ไม่สามารถตรวจพบได้และเรียกมันว่า "นิวตรอน" ซึ่งเป็นผลิตผลจากการสลายให้อนุภาคอัลฟาและบีตา อย่างไรก็ตาม เพาลี ไม่ได้เผยแพร่สมมุติฐานและชื่อนี้

${\displaystyle n^{0}}$  ${\displaystyle \longrightarrow }$  ${\displaystyle p^{+}}$  + ${\displaystyle e^{-}}$  + ${\displaystyle {\bar {v}}}$ _e

ในปี 1932 เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) ได้ประกาศการค้นพบอนุภาคนิวเคลียร์ชนิดใหม่ที่มีมวลมาก และตั้งชื่อว่า นิวตรอน ซึ่งใช้มาจนถึงปัจจุบัน ต่อมา เอนรีโก แฟร์มี ผู้พัฒนาทฤษฎีของการสลายให้อนุภาคบีตา เป็นผู้บัญญัติศัพท์คำว่า นิวทริโน (neutrino) ให้กับอนุภาคตามสมมุติฐานของเพาลี มีความหมายว่าอนุภาคที่เป็นกลางคือไม่มีประจุไฟฟ้า

หมายเหตุ

1. More specifically, the electron neutrino.
2. Niels Bohr was notably opposed to this interpretation of beta decay and was ready to accept that energy, momentum and angular momentum were not conserved quantities.

อ้างอิง

1. "Neutrino". Glossary for the Research Perspectives of the Max Planck Society. Max Planck Gesellschaft. สืบค้นเมื่อ 2012-03-27.
2. Dodelson, Scott; Widrow, Lawrence M. (1994). "Sterile neutrinos as dark matter". 72 (17). Cite journal requires |journal= (help)
3. Bahcall, John N.; Serenelli, Aldo M.; Basu, Sarbani (2005). "New Solar Opacities, Abundances, Helioseismology, and Neutrino Fluxes". The Astrophysical Journal. 621 (1): L85–8. arXiv:astro-ph/0412440. Bibcode:2005ApJ...621L..85B. doi:10.1086/428929.
4. Olive, K. A. "Sum of Neutrino Masses" (PDF). Chinese Physics C.
5. The idea of the neutrino Laurie M Brown Physics Today September 1978 pp 23–28
6. Improved understanding between 1930 and 1932 led Viktor Ambartsumian and Dmitri Ivanenko to propose the existence of the more massive neutron as it is now known, subsequently demonstrated by James Chadwick in 1932. These events necessitated renaming Pauli's less massive, momentum-conserving particle. Enrico Fermi coined "neutrino" in 1933 to distinguish between the neutron and the much lighter neutrino. K. Riesselmann (2007). "Logbook: Neutrino Invention". Symmetry Magazine. 4 (2).

แหล่งข้อมูลอื่น

• NEUTRINO UNBOUND: On-line review and e-archive on Neutrino Physics and Astrophysics
• Nova: The Ghost Particle: Documentary on US public television from WGBH