Åbn hovedmenuen

Bruger:Fredelige/sandkasse

Neutrino
Klassificering
Elementarpartikel
Fermion
Lepton
Generelle egenskaber
Interaktion(er) Gravitation og Svag kernekraft
Symbol ν (νe, νe, νμ, νμ, ντ, ντ)
Antal typer 6 (electronneutrino, muonneutrino, tauneutrino og deres antipartikler)
Antipartikel Antineutrino (muligvis er neutrinoen sin egen antipartikel)[1]
Fysikke egenskaber
Masse lille, men ikke nul[1] (Se massen)
Elektrisk ladning 0 e[2]
Spin 12
Historie
Forudsagt Pauli (1930)[3]
Opdagelse Cowan og Reines (1956)[4]

Neutrino er fællesbetegnelsen for de 3 neutrinotyper: νe = elektronneutrino, νμ = myonneutrino, ντ = tauonneutrino, som alle er elementarpartikler. De 3 neutrinotyper har ikke elektrisk ladning og kan ikke vekselvirke med den stærke kernekraft.

Neutrinoer har desuden så små tværsnitsarealer, at de uendelig sjældent vekselvirker med andet stof.

Milliarder af neutrinoer farer tværs gennem Jordkloden uden at komme i kontakt med dens materiale, de passerer gennem tomrummet i atomerne uden hindring. En idé om, i hvor lille grad neutrinoer interagerer med stof, kan man få ved tænke på, at det kræver et stykke bly med en tykkelse på et lysår for at stoppe alle neutrinoer.

HistorieRediger

Eksistensen af neutrinoen blev foreslået af Wolfgang Pauli i 1930 som en løsning på et problem, som fra blevet påvist i 1914 af James Chadwick. Problemet bestod i at elektronerne, som blev udsendt ved betastråling ikke blev udsendt ved en bestemt energi.[3] I betastråling bliver en neutron omdannet til en proton under udsendelse af en elektron. I følge energibevarelsesprincippet skulle elektronen så udsendes med energi, der er lig med masseforskellen mellem neutron og protonen[1], men Chadwick viste at de blev udsendt med energier mellem 0 og masseforskellen.[3] Der manglede altså noget energi. Wolfgang Pauli foreslog at der fattes en partikel som bar den manglede energi væk. Denne partikel måtte ikke vekselvirke med den elektromagnetiske kraft, idet den derved ville være fundet.[3] Han kaldet denne partikel neutron pga. deres ladning.[5]

I 1932 fandt James Chadwick en neutral partikel, som han også kaldte neutronen.[5] Denne partikel havde en for stor masse til at være Pauli føromtalte partikel. Enrico Fermi gav derfor Pauli hypotetiske partikel navnet neutrino og formulere herefter kvanteteorien for betahenfald.[3]

Frederick Reines og Clyde Cowan foreslog i 1953 et eksperiment for at opdage neutrinoen, hvor en neutrino vekselvirker med en proton og skaber en neutron og en positron.[6]

 

Reines og Cowan placerede deres eksperiment ved Hanford reactor med pga. for meget baggrundstråling mislykkedes forsøget eksperimentet. Forskerne placerede herefter forsøget under jorden ved Savannah River Plant, hvor et neutrinosignal blev observeret.[6] Resultaterne blev fremlagt i 1956.[7] Reines fik nobelprisen i fysik i 1995 for denne opdagelse. (Cowan var død mange år tidligere).[3]

I 1962 blev myonneutrinoen opdaget af forskerne Leon M. Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger.[8] Dette fik forskerne nobelprisen i fysik for i 1988.[6]

I 1967 målte Ray Davis, som den første neutrinoer fra solen fusionsreaktioner. Han så på reaktionen, at når en elektronneutrino reagerer med et Cl37 skabes der Ar37 og en elektron.

 

Elektronneutrino skal have en energi på mindst 0,814 MeV for at kunne indgå i denne reaktion. Det vil sige omkring 12 % af solens neutrinoer, neutrinoerne får forskellig alt afhængig af hvilken pp-reaktion de indgår i i solen. Der blev bygget en tank indeholdende 378000 liter C2Cl4 i Homestake minen i ca. 1500 m. dybte. Den blev bygget så dybt for at undgå fejlkilder fra den kosmiske stråling. Antallet af neutrinoer der reagerede blev så målt ved at se på hvor mange argon atomer der blev skabt. Resultatet fra forsøget viste at der kun blev skabt en tredjedel af de neutrinoer, som var teoretisk beregnet.[9]

I 1996 blev detektoren Super Kamiokande taget i brug og observerer fra denne viste at der var et en uoverensstemmelse mellem det teoretiske antal neutrinoer fra solen og det fundne. I 1998 viste Super Kamiokande at det skyldes neutrinooscillationen.[3]

TyperRediger

NeutrinooscillationRediger

Et særligt vigtigt spørgsmål har været om neutrinoernes masse var nul eller større end nul. Tidligere troede mange at neutrinoen var masseløs da man ikke umiddelbart kan bestemme dens masse ud fra de reaktioner som den deltager i, og da masseløse neutrinoer er teoretisk simplest i standardmodellen. Men i dag véd man med sikkerhed (fra forsøg med neutrinooscillationer) at neutrinoernes masse er større end nul.

MassenRediger

Nyeste data (2011) for neutrinomasser:

0 < Me) < 0,47 eV - under visse forudsætninger måske < 0,28 [10]

0 < Mμ) < 170 KeV (ca. 1/3 elektronmasse)

0 < Mτ) < 15,5 MeV (ca. 30 elektronmasser)

Forekomst og produktionRediger

DektektorerRediger

Neutrinoens usædvanlige egenskaber har givet anledning til en ny gren af fysikken.

Se ogsåRediger

NotesRediger

  1. ^ a b c Sejersen Riis, Anna (2008). "Nu skal neutrinoens masse bestemmes" (PDF). Aktuel Naturvidenskab (3): 14–17. 
  2. ^ Bryndt Klinkby, Esben (2008). "Standardmodellens partikler og kræfter" (pdf). Kvant - tidskrift for fysik og astronomi. 19 (3): 11–12. Hentet 4. maj 2011.  Ukendt parameter |month= ignoreret (hjælp)
  3. ^ a b c d e f g Hannestad, Steen (2002). "Den lille neutron" (PDF). Aktuel Naturvidenskab (4): 15–18. 
  4. ^ Bendix, Henrik (2010). "Neutrinoerne spøger endnu". Illustreret Videnskab (18): 30–33. 
  5. ^ a b Ramskov, Jens (21. maj 2010). "Der var en, der var to, der var tre neutrinoer - og måske er der flere endnu?". Ingeniøren. Hentet 26. maj 2011. 
  6. ^ a b c "Additional background material on the Nobel Prize in Physics 1995" (engelsk). Nobelprize.org. Hentet 3. juni 2011.  Fodnotefejl: Ugyldigt <ref> tag; navnet "nobel" er defineret flere gange med forskelligt indhold
  7. ^ "IceCube: Neutrino History - 1956" (engelsk). 19. december 2010. Hentet 8. juni 2011. 
  8. ^ Lahr, Martin. "The Solar Neutrino Problem" (PDF) (engelsk). University Umeå. Hentet 6. oktober 2011. 
  9. ^ Falk, Kerstin (20. november 2005). "The Problem of the Missing Neutrinos" (PDF) (engelsk). University Umeå. Hentet 6. oktober 2011. 
  10. ^ Thomas, Abdalla, Lahav (2010), "Upper Bound of 0.28 eV on Neutrino Masses from the Largest Photometric Redshift Survey" Phys. Rev. Lett. 105, 031301