นิวทริโน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก นิวตริโน)
นิวทริโน/ปฏินิวทริโน
FirstNeutrinoEventAnnotated.jpg
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
Mass น้อย, แต่ไม่เป็นศูนย์
ประจุไฟฟ้า e
สปิน 1/2
Weak hypercharge −1
BL −1
X −3

นิวทริโน (อังกฤษ: Neutrino) เป็นอนุภาคมูลฐาน ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า[1] และมีค่าสปิน (ฟิสิกส์)เท่ากับครึ่งจำนวนเต็ม นิวทริโน (ภาษาอิตาลีหมายถึง "สิ่งเป็นกลางตัวน้อย") ใช้สัญลักษณ์แทนด้วยอักษรกรีกว่า (นิว) มวลของนิวทริโนมีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคย่อยอื่น ๆ นิวทริโนเป็นเพียงผู้สมัครที่ถูกชื้ชัดตัวเดียวเท่านั้นสำหรับเป็นสสารมืด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสสารมืดร้อน[2]

นิวทริโนเป็นเลปตอน กลุ่มเดียวกับอิเล็กตรอน มิวออน และเทา (อนุภาค)ที่มีประจุไฟฟ้า และแบ่งเป็น 3 ชนิด (หรือ flavour) ได้แก่ อิเล็กตรอนนิวทริโน (Ve) มิวออนนิวทริโน (Vμ) และเทานิวทริโน (VT) แต่ละฟเลเวอร์ยังมีคู่ปฏิปักษ์ (ปฏิยานุภาค) ของมันที่เรียกว่า "ปฏินิวทริโน" อีกด้วย ซึ่งไม่มีประจุไฟฟ้าและมีสปินเป็นครึ่งเช่นกัน นิวทริโนถูกสร้างขึ้นในวิธีที่อนุรักษ์ เลขเลปตอน นั่นคือ สำหรับทุก ๆ อิเล็กตรอนนิวทริโนที่ถูกสร้างขึ้น โพซิตรอน (ปฏิอิเล็กตรอน) หนึ่งตัวก็จะถูกสร้างขึ้นด้วย และสำหรับทุก ๆ อิเล็กตรอนปฏินิวทริโนที่ถูกสร้างขึ้น อิเล็กตรอนหนึ่งตัวก็จะถูกสร้างขึ้นเช่นกัน

นิวทริโนไม่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะไม่ถูกกระทบโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะกระทำต่อทุกอนุภาคที่มีประจุ และเนื่องจากมันเป็นเลปตอน มันจึงไม่ถูกกระทบโดยอันตรกิริยาอย่างเข้มที่จะกระทำต่อทุกอนุภาคที่อยู่ภายในนิวเคลียส เพราะฉะนั้น พวกนิวทริโนจึงถูกกระทบด้วยอันตรกิริยาอย่างอ่อนและแรงโน้มถ่วง แรงอย่างอ่อนเป็นปฏิสัมพันธ์ที่มีระยะทำการที่สั้นมาก และแรงโน้มถ่วงก็อ่อนแออย่างสุดขั้วบนมาตรวัดสำหรับอนุภาคย่อย ดังนั้น นิวทริโนโดยทั่วไปจึงสามารถเคลื่อนผ่านสสารทั่วไปได้โดยไม่ถูกขวางกั้นและไม่สามารถตรวจจับได้

นิวทริโนสามารถสร้างขึ้นได้ในหลายวิธี รวมทั้งในหลายชนิดที่แน่นอนของการสลายให้กัมมันตรังสี, ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่นพวกที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์, ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เมื่อรังสีคอสมิกชนกับอะตอมและในซูเปอร์โนวา ส่วนใหญ่ของนิวทริโนในบริเวณใกล้โลกเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ ในความเป็นจริง นิวทรืโนจากดวงอาทิตย์ประมาณ 65 พันล้านตัว (6.5×1010) ต่อวินาทีเคลื่อนที่ผ่านทุก ๆ ตารางเซนติเมตรที่ตั้งฉากกับทิศทางของดวงอาทิตย์ในภูมิภาคของโลก[3]

นิวทริโนแกว่ง (อังกฤษ: oscillate) ไปมาระหว่างฟเลเวอร์ที่แตกต่างกันในการเคลื่อนที่ นั่นคิอ อิเล็กตรอนนิวทริโนตัวหนึ่งที่ถูกสร้างขึ้นในปฏิกิริยาการสลายให้อนุภาคบีตาครั้งหนึ่ง อาจมาถึงในเครื่องตรวจจับกลายเป็นมิวออนหรือเทานิวทริโนหนึ่งตัว การแกว่งนี้เกิดชึ้นเนื่องจากฟเลเวอร์ของนิวทริโนที่แตกต่างกันมีมวลแตกต่างกัน ถึงแม้ว่ามวลเหล่านี้มีขนาดที่เล็กมาก จากการวัดทางจักรวาลวิทยา ได้มีการคำนวณว่าผลรวมของมวลนิวทริโนสามตัวต้องน้อยกว่าหนึ่งในล้านส่วนของมวลของอิเล็กตรอน[4]


ประวัติ[แก้]

ข้อเสนอของเพาลี[แก้]

นิวทริโน [nb 1] ถูกตั้งสมมติฐานครั้งแรกโดย โวล์ฟกัง เพาลี (Wolfgang Pauli) ในปี 1930 เพื่ออธิบายวิธีการสลายให้อนุภาคบีตาในการอนุรักษ์พลังงาน, โมเมนตัม, และโมเมนตัมเชิงมุม (สปิน) ในทางตรงกันข้ามกับ นีลส์ บอร์ ผู้เสนอเวอร์ชันทางสถิติของกฎการอนุรักษ์ที่จะอธิบายถึงปรากฏการณ์ เพาลีตั้งสมมติฐานของอนุภาคที่ไม่สามารถตรวจพบได้นั้นเขาเรียกมันว่า "นิวตรอน" สอดคล้องกับกฏกติกาสัญญาที่ใช้สำหรับการตั้งชื่อทั้งโปรตอนและอิเล็กตรอน, ซึ่งในปี 1930 เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นผลิตผลที่เกี่ยวข้องสำหรับการสลายให้อนุภาคอัลฟาและบีตา [5][6][nb 2]

+ + e

เจมส์ แชดวิก (James Chadwick) ได้ค้นพบอนุภาคนิวเคลียร์ที่มีมวลหนักแน่นเพิ่มเติมในปี 1932 และตั้งชื่อให้มันว่า นิวตรอน, แยกออกมาจากอนุภาคสองชนิดที่มีชื่อเดียวกัน เอนรีโก แฟร์มี ผู้พัฒนาทฤษฎีของการสลายให้อนุภาคบีตา เป็นผู้ที่บัญญัติศัพท์คำว่า นิวทริโน (neutrino)

หมายเหตุ[แก้]

  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[แก้]

  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). 
  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". 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[แก้]