Ein Neutrino ist elektrisch neutral, schwach aufeinander wirkende elementare subatomare Partikel mit der Drehung der halbganzen Zahl. Das Neutrino (Bedeutung "klein neutral ein" in Italienisch) wird durch den griechischen Brief ν (nu) angezeigt. Alle Beweise weisen darauf hin, dass neutrinos Masse haben, aber dass ihre Masse sogar nach den Standards von subatomaren Partikeln winzig ist. Ihre Masse ist genau nie gemessen worden.

Neutrinos tragen elektrische Anklage nicht, was bedeutet, dass sie durch die elektromagnetischen Kräfte nicht betroffen werden, die beladenen Partikeln wie Elektronen und Protone folgen. Neutrinos werden nur durch die schwache subatomare Kraft der viel kürzeren Reihe betroffen als Elektromagnetismus und des Ernstes, der auf der subatomaren Skala relativ schwach ist. Sie sind deshalb im Stande, große Entfernungen durch die Sache zu reisen, ohne dadurch betroffen zu werden.

Neutrinos werden infolge bestimmter Typen des radioaktiven Zerfalls oder Kernreaktionen wie diejenigen geschaffen, die an der Sonne an Kernreaktoren stattfinden, oder als kosmische Strahlen Atome geschlagen haben. Es gibt drei Typen oder "Geschmäcke" neutrinos: Elektron neutrinos, muon neutrinos und tau neutrinos. Jeder Typ hat auch ein entsprechendes Antiteilchen, genannt ein Antineutrino mit einem Gegenteil chirality.

Die meisten neutrinos das Durchführen der Erde gehen von der Sonne aus. Ungefähr 65 Milliarden Sonnenneutrinos führen pro Sekunde jede Quadratzentimeter-Senkrechte zur Richtung der Sonne im Gebiet der Erde durch.

Geschichte

Der Vorschlag von Pauli

verlangte, hat das Neutrino zuerst von Wolfgang Pauli 1930 erklärt, wie Beta-Zerfall Energie, Schwung und winkeligen Schwung (Drehung) erhalten konnte. Im Gegensatz zu Niels Bohr, der eine statistische Version der Bewahrungsgesetze vorgeschlagen hat, um das Phänomen zu erklären, hat Pauli eine unentdeckte Partikel Hypothese aufgestellt, dass er ein "Neutron" in Übereinstimmung mit der Tagung verwendet genannt hat, um sowohl das Proton als auch das Elektron zu nennen, die 1930, wie man bekannt, jeweilige Produkte für das Alpha und den Beta-Zerfall waren.

:  + +

James Chadwick hat eine viel massivere Kernpartikel 1932 entdeckt und hat sie auch ein Neutron genannt, zwei Arten von Partikeln mit demselben Namen verlassend. Enrico Fermi, der die Theorie des Beta-Zerfalls entwickelt hat, hat den Begriff Neutrino (die italienische Entsprechung von "wenig neutral ein") 1933 als eine Weise ins Leben gerufen, die Verwirrung aufzulösen. Das Papier von Fermi, geschrieben 1934, hat das Neutrino von Pauli mit dem Positron von Paul Dirac und dem Neutronproton-Modell von Werner Heisenberg vereinigt und hat eine feste theoretische Basis für die zukünftige experimentelle Arbeit gegeben. Jedoch hat die Zeitschrift Natur das Papier von Fermi zurückgewiesen, sagend, dass die Theorie von der Wirklichkeit "zu entfernt war". Er hat das Papier einer italienischen Zeitschrift vorgelegt, die es akzeptiert hat, aber der allgemeine Mangel von Interesse in seiner Theorie zu diesem frühen Datum hat ihn veranlasst, auf die experimentelle Physik umzuschalten.

Direkte Entdeckung

1942 hat Wang Ganchang zuerst den Gebrauch der Beta-Festnahme vorgeschlagen, um neutrinos experimentell zu entdecken. Im Problem am 20. Juli 1956 der Wissenschaft haben Clyde Cowan, Frederick Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse und A. D. McGuire Bestätigung veröffentlicht, dass sie das Neutrino, ein Ergebnis entdeckt hatten, das fast vierzig Jahre später mit dem 1995-Nobelpreis belohnt wurde.

In diesem Experiment, das jetzt als das Cowan-Reines Neutrino-Experiment, antineutrinos bekannt ist, geschaffen in einem Kernreaktoren durch den Beta-Zerfall hat mit Protonen reagiert, die Neutronen und Positrone erzeugen:

: +  +

Der Positron findet schnell ein Elektron, und sie vernichten einander. Die zwei resultierende Gammastrahlung (γ) ist feststellbar. Das Neutron kann durch seine Festnahme auf einem passenden Kern entdeckt werden, einen Gammastrahl veröffentlichend. Der Zufall von beiden Ereignissen - Positron-Vernichtung und Neutronfestnahme - gibt eine einzigartige Unterschrift einer Antineutrino-Wechselwirkung.

Neutrino-Geschmack

1962 haben Leon M. Lederman, Melvin Schwartz und Jack Steinberger gezeigt, dass mehr als ein Typ des Neutrinos durch die ersten Ermitteln-Wechselwirkungen des muon Neutrinos besteht (bereits hat mit dem Namen neutretto Hypothese aufgestellt), der sie der 1988-Nobelpreis in der Physik verdient hat. Als der dritte Typ von lepton, dem tau, 1975 am Stanford Geradliniges Gaspedal-Zentrum entdeckt wurde, wie man erwartete, hatte es auch ein verbundenes Neutrino (das tau Neutrino). Die ersten Beweise für diesen dritten Neutrino-Typ sind aus der Beobachtung der fehlenden Energie gekommen, und der Schwung in tau verfällt analog dem Beta-Zerfall, der zur Entdeckung des Neutrinos führt. Die erste Entdeckung von tau Neutrino-Wechselwirkungen wurde im Sommer 2000 durch die BERLINER-Kollaboration an Fermilab bekannt gegeben, es die letzte Partikel des direkt zu beobachtenden Standardmodells machend; seine Existenz war bereits sowohl durch die theoretische Konsistenz als auch durch experimentellen Angaben vom Großen Elektronpositron Collider abgeleitet worden.

Sonnenneutrino-Problem

gegen Ende der 1960er Jahre angefangen haben, haben mehrere Experimente gefunden, dass die Zahl des Elektrons neutrinos, von der Sonne ankommend, zwischen einem Drittel und einer Hälfte der durch das Standardsonnenmodell vorausgesagten Zahl war. Diese Diskrepanz, die bekannt als das Sonnenneutrino-Problem geworden ist, ist ungelöst seit ungefähr dreißig Jahren geblieben. Es wurde durch die Entdeckung der Neutrino-Schwingung und Masse aufgelöst. (Das Standardmodell der Partikel-Physik hatte angenommen, dass neutrinos massless sind und Geschmack nicht ändern können. Jedoch, wenn neutrinos Masse hatte, konnten sie Geschmack ändern, oder zwischen Geschmäcken schwingen).

Schwingung

Eine praktische Methode, um Neutrino-Schwingungen zu untersuchen, wurde zuerst von Bruno Pontecorvo 1957 mit einer Analogie mit kaon Schwingungen angedeutet; im Laufe der nachfolgenden 10 Jahre hat er den mathematischen Formalismus und die moderne Formulierung von Vakuumschwingungen entwickelt. 1985 haben Stanislav Mikheyev und Alexei Smirnov (sich auf der 1978-Arbeit von Lincoln Wolfenstein ausbreitend), bemerkt, dass Geschmack-Schwingungen modifiziert werden können, wenn sich neutrinos durch die Sache fortpflanzen. Diese so genannte Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein Wirkung (MSW Wirkung) ist wichtig, um zu verstehen, weil viele neutrinos, die durch die Fusion an der Sonne ausgestrahlt sind, die dichte Sache im Sonnenkern durchführen (wo im Wesentlichen die ganze Sonnenfusion stattfindet) auf ihrem Weg zu Entdeckern auf der Erde.

Das Starten 1998, Experimente haben begonnen, dass atmosphärische und Sonnenneutrinos-Änderungsgeschmäcke zu zeigen (sieh Super-Kamiokande und Sudbury Neutrino-Sternwarte). Das hat das Sonnenneutrino-Problem aufgelöst: Das Elektron neutrinos erzeugt an der Sonne hatte sich in andere Geschmäcke teilweise geändert, die die Experimente nicht entdecken konnten.

Obwohl Person Experimente, wie der Satz von Sonnenneutrino-Experimenten, sind mit Nichtschwingungsmechanismen der Neutrino-Geschmack-Konvertierung, genommen zusammen, Neutrino-Experimente im Einklang stehend, die Existenz von Neutrino-Schwingungen einbezieht. Besonders wichtig in diesem Zusammenhang sind das Reaktorexperiment KamLAND und die Gaspedal-Experimente wie MINOS. Das Experiment von KamLAND hat tatsächlich Schwingungen als der Neutrino-Geschmack-Umwandlungsmechanismus identifiziert, der am Sonnenelektron neutrinos beteiligt ist. Ähnlich bestätigt MINOS die Schwingung von atmosphärischem neutrinos und gibt einen besseren Entschluss von der quadratisch gemachten Masse sich aufspaltend.

Supernova neutrinos

Raymond Davis der Jüngere. und Masatoshi Koshiba wurden dem 2002-Nobelpreis in der Physik gemeinsam zuerkannt; Davis für seinen Pionier arbeitet an kosmischem neutrinos und Koshiba für die erste Echtzeitbeobachtung der Supernova neutrinos. Die Entdeckung von Sonnenneutrinos, und neutrinos des SN 1987A Supernova 1987 hat den Anfang der Neutrino-Astronomie gekennzeichnet.

Eigenschaften und Reaktionen

Das Neutrino hat Drehung der halbganzen Zahl (½ħ) und ist deshalb ein fermion. Neutrinos wirken in erster Linie durch die schwache Kraft aufeinander. Die Entdeckung von Neutrino-Geschmack-Schwingungen deutet an, dass neutrinos Masse haben. Die Existenz einer Neutrino-Masse deutet stark die Existenz eines winzigen Neutrinos magnetischer Moment der Ordnung an, die Möglichkeit erlaubend, dass neutrinos elektromagnetisch ebenso aufeinander wirken kann. Ein Versuch, der von C. S. Wu an der Universität von Columbia angestellt ist, hat gezeigt, dass neutrinos immer linkshändigen chirality haben. Es ist sehr hart, Neutrino-Wechselwirkungen unter dem natürlichen Hintergrund der Radioaktivität einzigartig zu identifizieren. Deshalb in frühen Experimenten wurde ein spezieller Reaktionskanal gewählt, um die Identifizierung zu erleichtern: die Wechselwirkung eines Antineutrinos mit einem der Wasserstoffkerne in den Wassermolekülen. Ein Wasserstoffkern ist ein einzelnes Proton, so gleichzeitige Kernwechselwirkungen, die innerhalb eines schwereren Kerns vorkommen würden, brauchen für das Entdeckungsexperiment nicht betrachtet zu werden. Innerhalb eines Kubikmeters Wasser, das gerade außerhalb eines Kernreaktoren gelegt ist, können nur relativ wenigen solche Wechselwirkungen registriert werden, aber die Einstellung wird jetzt verwendet, für die Plutonium-Produktionsrate des Reaktors zu messen.

MSW Wirkung

Neutrinos, die durch die Sache im Allgemeinen reisen, erleben einen Prozess, der dem Licht analog ist, das durch ein durchsichtiges Material reist. Dieser Prozess ist nicht direkt erkennbar, weil er ionisierende Strahlung nicht erzeugt, aber die MSW Wirkung verursacht. Nur ein kleine Bruchteil der Energie des Neutrinos wird dem Material übertragen.

Kernreaktionen

Neutrinos kann mit einem Kern aufeinander wirken, es zu einem anderen Kern ändernd. Dieser Prozess wird in radiochemical Neutrino-Entdeckern verwendet. In diesem Fall müssen die Energieniveaus und Drehungsstaaten innerhalb des Zielkerns in Betracht gezogen werden, um die Wahrscheinlichkeit für eine Wechselwirkung zu schätzen. Im Allgemeinen nimmt die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit mit der Zahl von Neutronen und Protonen innerhalb eines Kerns zu.

Modifizierung der Kernzerfall-Rate

Eine russische Studie weist darauf hin, dass die Zerfall-Rate von radioaktiven Isotopen nicht unveränderlich ist, wie allgemein geglaubt wird, und eine neue Studie auch das findet und sagt, dass es scheint, durch die Rate von durch die Sonne ausgestrahltem neutrinos betroffen zu werden.

Veranlasste Spaltung

Sehr viel wie Neutronen tun in Kernreaktoren, neutrinos kann Spaltungsreaktionen innerhalb von schweren Kernen veranlassen. Bis jetzt ist diese Reaktion in einem Laboratorium nicht gemessen worden, aber wird vorausgesagt, um innerhalb von Sternen und supernovae zu geschehen. Der Prozess betrifft den Überfluss an im Weltall gesehenen Isotopen. Die Neutrino-Spaltung von Kernen des schweren Wasserstoffs ist in der Sudbury Neutrino-Sternwarte beobachtet worden, die einen schweren Wasserentdecker verwendet.

Typen

Es gibt drei bekannte Typen (Geschmäcke) nach neutrinos: Elektronneutrino, muon Neutrino und tau Neutrino, genannt nach ihrem Partner leptons im Standardmodell (sieh Tisch am Recht). Das aktuelle beste Maß der Zahl von Neutrino-Typen kommt daraus, den Zerfall des Z boson zu beobachten. Diese Partikel kann in jedes leichte Neutrino und sein Antineutrino, und je mehr Typen des Lichtes neutrinos verfügbar, desto kürzer die Lebenszeit des Z boson verfallen. Maße der Z Lebenszeit haben gezeigt, dass die Zahl von leichten Neutrino-Typen 3 ist. Die Ähnlichkeit zwischen den sechs Quarken im Standardmodell und den sechs leptons, unter ihnen die drei neutrinos, weist zur Intuition von Physikern darauf hin, dass es genau drei Typen des Neutrinos geben sollte. Jedoch bleibt wirklicher Beweis, dass es nur drei Arten von neutrinos gibt, eine schwer erfassbare Absicht der Partikel-Physik.

Die Möglichkeit von sterilem neutrinos — relativ leichte neutrinos, die an der schwachen Wechselwirkung nicht teilnehmen, aber die durch die Geschmack-Schwingung (sieh unten) geschaffen werden konnten — sind durch diese Z-boson-based Maße ungekünstelt, und die Existenz solcher Partikeln wird tatsächlich durch experimentelle Angaben vom LSND-Experiment angedeutet. Jedoch kann das zurzeit laufende Experiment von MiniBooNE darauf hingewiesen, bis neulich, dass sterile neutrinos nicht erforderlich sind, die experimentellen Angaben zu erklären, obwohl die letzte Forschung in dieses Gebiet andauernd ist und Anomalien in den Daten von MiniBooNE, exotische Neutrino-Typen einschließlich sterilen neutrinos berücksichtigen. Eine neue neue Darlegung von Bezugselektronspektrum-Daten vom Institut Laue-Langevin hat auch von einem vierten, sterilen Neutrino angedeutet.

Kürzlich analysierte Daten von der Mikrowelle von Wilkinson Anisotropy Untersuchung der kosmischen Hintergrundradiation sind mit entweder drei oder vier Typen von neutrinos vereinbar. Es wird gehofft, dass die Hinzufügung von noch zwei Jahren von Daten von der Untersuchung diese Unklarheit auflösen wird.

Antineutrinos

Antineutrinos sind die Antiteilchen von neutrinos, die neutrale im Kernbeta-Zerfall erzeugte Partikeln sind. Diese werden in Beta-Partikel-Emissionen ausgestrahlt, wo sich ein Neutron in ein Proton verwandelt. Sie haben eine Drehung ½, und sind ein Teil der lepton Familie von Partikeln. Der antineutrinos hat bis jetzt beobachtet, dass alle rechtshändigen helicity haben (d. h. nur ein der zwei möglichen Drehungsstaaten jemals gesehen worden sind), während die neutrinos linkshändig sind. Antineutrinos, wie neutrinos, wirken mit anderer Sache nur durch die schwachen und Gravitationskräfte aufeinander, sie sehr schwierig machend, experimentell zu entdecken. Neutrino-Schwingungsexperimente zeigen an, dass antineutrinos Masse haben, aber Beta-Zerfall-Experimente beschränken diese Masse, sehr klein zu sein. Eine Wechselwirkung des Neutrino-Antineutrinos ist in Versuchen angedeutet worden, ein zerlegbares Foton mit der Neutrino-Theorie des Lichtes zu bilden.

Weil antineutrinos und neutrinos neutrale Partikeln sind, ist es möglich, dass sie wirklich dieselbe Partikel sind. Partikeln, die dieses Eigentum haben, sind als Partikeln von Majorana bekannt. Wenn neutrinos tatsächlich Partikeln von Majorana dann der neutrinoless sind, wird doppeltem Beta-Zerfall-Prozess erlaubt. Mehrere Experimente sind vorgeschlagen worden, um nach diesem Prozess zu suchen.

Forscher um die Welt haben begonnen, die Möglichkeit zu untersuchen, antineutrinos für die Reaktorüberwachung im Zusammenhang zu verwenden, die Proliferation von Kernwaffen zu verhindern.

Antineutrinos wurden zuerst infolge ihrer Wechselwirkung mit Protonen in einer großen Zisterne von Wasser entdeckt. Das wurde neben einem Kernreaktoren als eine kontrollierbare Quelle des antineutrinos installiert. (Sieh: Cowan-Reines Neutrino-Experiment)

Geschmack-Schwingungen

Neutrinos werden meistenteils geschaffen oder mit einem gut definierten Geschmack (Elektron, muon, tau) entdeckt. Jedoch, in einem als Neutrino-Geschmack-Schwingung bekannten Phänomen, sind neutrinos im Stande, zwischen den drei verfügbaren Geschmäcken zu schwingen, während sie sich durch den Raum fortpflanzen. Spezifisch kommt das vor, weil der Neutrino-Geschmack eigenstates nicht dasselbe als die Neutrino-Masse eigenstates ist (einfach hat 1, 2, 3 gerufen). Das berücksichtigt ein Neutrino, das als ein Elektronneutrino an einer gegebenen Position erzeugt wurde, um eine berechenbare Wahrscheinlichkeit zu haben, die entweder als ein muon oder als tau Neutrino zu entdecken ist, nachdem es zu einer anderen Position gereist ist. Dieses Quant mechanische Wirkung wurde zuerst durch die Diskrepanz zwischen der Zahl des Elektrons neutrinos entdeckt vom Kern der Sonne angedeutet, der scheitert, die erwarteten Zahlen, synchronisiert als das "Sonnenneutrino-Problem" zu vergleichen. Im Standard Modellieren die Existenz von Geschmack-Schwingungen bezieht Nichtnullunterschiede zwischen den Neutrino-Massen ein, weil der Betrag des Mischens zwischen Neutrino-Geschmäcken zu einem festgelegten Zeitpunkt von den Unterschieden in ihren karierten Massen abhängt. Es gibt andere Möglichkeiten, in denen Neutrino schwingen kann, selbst wenn sie massless sind. Wenn Lorentz invariance nicht ist, kann eine genaue Symmetrie, neutrinos Lorentz-Verletzen-Schwingungen erfahren.

Es ist möglich, dass das Neutrino und Antineutrino tatsächlich dieselbe Partikel, eine vom italienischen Physiker Ettore Majorana zuerst vorgeschlagene Hypothese sind. Das Neutrino konnte sich zu einem Antineutrino (und umgekehrt) durch das Schnipsen der Orientierung seines Drehungsstaates verwandeln.

Diese Änderung in der Drehung würde verlangen, dass das Neutrino und Antineutrino Nichtnullmasse hat, und deshalb langsamer reist als Licht, weil solch ein Drehungsflip, verursacht nur durch eine Änderung im Gesichtspunkt, nur stattfinden kann, wenn Trägheitsbezugssysteme bestehen, die sich schneller bewegen als die Partikel: Solch eine Partikel hat eine Drehung einer Orientierung, wenn gesehen, von einem Rahmen, der sich langsamer bewegt als die Partikel, aber die entgegengesetzte Drehung, wenn beobachtet, von einem Rahmen, der sich schneller bewegt als die Partikel.

Geschwindigkeit

Bevor, wie man fand, neutrinos geschwungen haben, wie man allgemein annahm, waren sie massless, sich mit der Geschwindigkeit des Lichtes fortpflanzend. Gemäß der Theorie der speziellen Relativität ist die Frage der Neutrino-Geschwindigkeit nah mit ihrer Masse verbunden. Wenn neutrinos massless sind, müssen sie mit der Geschwindigkeit des Lichtes reisen. Jedoch, wenn sie Masse haben, können sie nicht die Geschwindigkeit des Lichtes erreichen.

Außerdem gibt es einige spekulative Modelle, in denen Neutrinos eine tachyonic Natur und Reisen schneller haben als Licht (sieh Tachyon#Neutrinos). Auch ein Lorentz, der Varianten des Quant-Ernstes verletzt, könnte als Licht schneller neutrinos erlauben. Ein umfassendes Fachwerk für Übertretungen von Lorentz ist Standard-Model Extension (SME).

Am Anfang der 1980er Jahre wurden die ersten Maße der Neutrino-Geschwindigkeit damit getan hat pion Balken (erzeugt durch pulsierte Protonenbalken pulsiert, die ein Ziel treffen). Der pions hat das Produzieren neutrinos verfallen, und die Neutrino-Wechselwirkungen, die innerhalb eines Zeitfensters in einem Entdecker in einer Entfernung beobachtet sind, waren mit der Geschwindigkeit des Lichtes im Einklang stehend. Dieses Maß wurde 2007 mit den MINOS Entdeckern wiederholt, die gefunden haben, dass die Geschwindigkeit von neutrinos, um an 68-%-Vertrauensniveau, und an 99-%-Vertrauen zu sein, eine Reihe zwischen dazu ebnet. Der Hauptwert ist höher als die Geschwindigkeit des Lichtes und ist mit der superluminal Geschwindigkeit im Einklang stehend; jedoch ist die Unklarheit groß genug, dass das Ergebnis auch Geschwindigkeiten weniger nicht ausschließt als oder gleich, um sich an diesem hohen Vertrauensniveau zu entzünden. Dieses Maß ist untergegangen ein oberer hat zur Masse des muon Neutrinos an 99-%-Vertrauen gebunden. Die Entdecker für das Projekt werden befördert, und neue Ergebnisse werden bis mindestens 2012 nicht erwartet.

Dieselbe Beobachtung, wurde auf einer etwas größeren Skala, mit der Supernova 1987A (SN 1987A) gemacht. 10-MeV antineutrinos von der Supernova wurden innerhalb eines Zeitfensters entdeckt, das mit einer Geschwindigkeit des Lichtes für den neutrinos im Einklang stehend war. Bis jetzt kann die Frage von Neutrino-Massen nicht gestützt auf Maßen der Neutrino-Geschwindigkeit entschieden werden.

Im September 2011 hat die OPERN-Kollaboration Berechnungen veröffentlicht, Geschwindigkeiten von 17-GeV und 28-GeV neutrinos das Übersteigen der Geschwindigkeit des Lichtes in ihren Experimenten zeigend (sieh Als Licht schnellere Neutrino-Anomalie). Im November 2011 hat OPER sein Experiment mit Änderungen wiederholt, so dass die Geschwindigkeit individuell für jedes entdeckte Neutrino bestimmt werden konnte. Die Ergebnisse haben dieselbe als Licht schnellere Geschwindigkeit gezeigt. Jedoch, in Berichten im Februar 2012 ist herausgekommen, dass die Ergebnisse durch eine lose Faser Sehkabel verursacht worden sein können, das einer der Atomuhren beigefügt ist, die die Abfahrt und Ankunftszeit des neutrinos gemessen haben. Das Kabel ist dabei, befestigt zu werden, und das Experiment wird wieder geführt, um zu sehen, ob dieselben Ergebnisse gefunden werden. Eine unabhängige Unterhaltung des Experimentes in demselben Laboratorium durch ICARUS hat keinen wahrnehmbaren Unterschied zwischen der Geschwindigkeit eines Neutrinos und der Geschwindigkeit des Lichtes gefunden.

Masse

Das Standardmodell der Partikel-Physik hat angenommen, dass neutrinos massless sind. Jedoch verlangt das experimentell feststehende Phänomen der Neutrino-Schwingung, dass neutrinos Nichtnullmassen hat. Massive neutrinos wurden von Bruno Pontecorvo in den 1950er Jahren ursprünglich konzipiert. Das Erhöhen des grundlegenden Fachwerks, um ihre Masse anzupassen, ist durch das Hinzufügen rechtshändigen Lagrangian aufrichtig. Das kann auf zwei Weisen getan werden. Wenn, wie andere grundsätzliche Standardmusterpartikeln, Masse durch den Mechanismus von Dirac erzeugt wird, dann würde das Fachwerk einen SU (2) Unterhemd verlangen. Diese Partikel würde keine anderen Standardmusterwechselwirkungen haben, so wird ein steriles Neutrino genannt. Oder Masse kann durch den Mechanismus von Majorana erzeugt werden, der verlangen würde, dass das Neutrino und Antineutrino dieselbe Partikel ist.

Die stärkste obere Grenze auf den Massen von neutrinos kommt aus der Kosmologie: Das Urknall-Modell sagt voraus, dass es ein festes Verhältnis zwischen der Zahl von neutrinos und der Zahl von Fotonen im kosmischen Mikrowellenhintergrund gibt. Wenn die Gesamtenergie aller drei Typen von neutrinos einen Durchschnitt pro Neutrino überschritte, würde es so viel Masse im Weltall geben, dass es zusammenbrechen würde. Diese Grenze kann durch das Annehmen überlistet werden, dass das Neutrino nicht stabil ist; jedoch gibt es Grenzen innerhalb des Standardmodells, die das schwierig machen. Eine viel strengere Einschränkung kommt aus einer sorgfältigen Analyse von kosmologischen Daten, wie die kosmische Mikrowellenhintergrundradiation, Milchstraße-Überblicke und der Lyman-Alpha-Wald. Diese zeigen an, dass die summierten Massen der drei Neutrino-Varianten weniger sein müssen als.

1998 haben Forschungsergebnisse am Super-Kamiokande Neutrino-Entdecker beschlossen, dass neutrinos von einem Geschmack bis einen anderen schwingen kann, der verlangt, dass sie eine Nichtnullmasse haben müssen. Während das zeigt, dass neutrinos Masse haben, ist die absolute Neutrino-Massenskala noch immer nicht bekannt. Das ist, weil Neutrino-Schwingungen nur zum Unterschied in den Quadraten der Massen empfindlich sind. Die beste Schätzung des Unterschieds in den Quadraten der Massen der Masse eigenstates 1 und 2 wurde von KamLAND 2005 veröffentlicht: Δm =. 2006 experimentieren die MINOS gemessene Schwingungen von einem intensiven muon Neutrino-Balken, den Unterschied in den Quadraten der Massen zwischen der Neutrino-Masse eigenstates 2 und 3 bestimmend. Die anfänglichen Ergebnisse zeigen | Δm =, im Einklang stehend mit vorherigen Ergebnissen von Super-Kamiokande an. Seitdem | ist Δm der Unterschied von zwei karierten Massen, mindestens ein von ihnen müssen einen Wert haben, der mindestens die Quadratwurzel dieses Werts ist. So, dort besteht mindestens eine Neutrino-Masse eigenstate mit einer Masse mindestens.

2009 wurden Lensing-Daten einer Milchstraße-Traube analysiert, um eine Neutrino-Masse ungefähr vorauszusagen. Alle Neutrino-Massen sind dann fast, mit Neutrino-Schwingungen der Ordnung meV gleich. Sie liegen unter dem Mainz-Troitsk ober gebunden für das Elektronantineutrino. Die Letzteren werden 2015 im KATRIN-Experiment geprüft, das nach einer Masse zwischen sucht und.

Mehrere Anstrengungen sind in Vorbereitung, um die absolute Neutrino-Massenskala in Laborexperimenten direkt zu bestimmen. Die angewandten Methoden schließen Kernbeta-Zerfall (KATRIN und STUTE) oder neutrinoless doppelter Beta-Zerfall ein (z.B. GERDA, CUORE/Cuoricino, AUßENREPORTAGE 3 und andere).

Am 31. Mai 2010 haben OPERN-Forscher den ersten tau Neutrino-Kandidaten Ereignis in einem muon Neutrino-Balken das erste Mal beobachtet, als eine Transformation in neutrinos beobachtet worden war, das aussagend, haben sie Masse.

Im Juli 2010 hat das 3. Experiment von MegaZ berichtet, dass sie die obere Grenze der vereinigten Masse der drei Neutrino-Varianten gemessen hatten, um weniger zu sein, als.

Größe

Die physische Größe von neutrinos kann mit ihrem electroweak Radius (offenbare Größe in der electroweak Wechselwirkung) definiert werden. Der Durchschnitt electroweak charakteristische Größe ist r ²  = n × 10 Cm ² (n × 1 nanobarn), wo n = 3.2 für das Elektronneutrino, n = 1.7 für das muon Neutrino und 1.0 für das tau Neutrino; es hängt von keinen anderen Eigenschaften ab als Masse.

Händigkeit

Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass (fast) alle erzeugte und beobachtete neutrinos haben linkshändigen helicities (Drehungsantiparallele zu Schwüngen), und der ganze antineutrinos, rechtshändigen helicities innerhalb des Randes des Fehlers haben. In der Massless-Grenze bedeutet es, dass nur ein von zwei möglichen chiralities für jede Partikel beobachtet werden. Das ist der einzige ins Standardmodell von Partikel-Wechselwirkungen eingeschlossene chiralities.

Es ist möglich, dass ihre Kollegen (rechtshändiger neutrinos und linkshändiger antineutrinos) einfach nicht bestehen. Wenn sie tun, sind ihre Eigenschaften von erkennbarem neutrinos und antineutrinos wesentlich verschieden. Es wird theoretisiert, dass sie irgendein sehr schwer sind (auf der Ordnung der EINGEWEIDE-Skala — sehen Schaukelmechanismus), nehmen Sie an der schwachen Wechselwirkung (so genannter steriler neutrinos), oder beide nicht teil.

Die Existenz von Nichtnullneutrino-Massen kompliziert etwas die Situation. Neutrinos werden in schwachen Wechselwirkungen als chirality eigenstates erzeugt. Jedoch, chirality einer massiven Partikel ist nicht eine Konstante der Bewegung; helicity ist, aber der chirality Maschinenbediener teilt eigenstates mit dem helicity Maschinenbediener nicht. Freie neutrinos pflanzen sich als Mischungen von nach links und rechtshändigen Helicity-Staaten mit sich vermischenden Umfängen auf der Ordnung von m/E fort. Das betrifft die Experimente nicht bedeutsam, weil beteiligte neutrinos fast immer ultrarelativistisch sind, und so sich vermischende Umfänge klein vanishingly sind. Zum Beispiel haben die meisten Sonnenneutrinos Energien auf der Ordnung - so kann der Bruchteil von neutrinos mit "falschem" helicity unter ihnen nicht zu weit gehen.

Quellen

Künstlich

Kernreaktoren sind die Hauptquelle von von den Menschen erzeugtem neutrinos. Antineutrinos werden im Beta-Zerfall von neutronreichen Tochter-Bruchstücken im Spaltungsprozess gemacht. Allgemein sind die vier Hauptisotope, die zum Antineutrino-Fluss beitragen, und (d. h. über den antineutrinos, der während des Betas - minus der Zerfall ihrer jeweiligen Spaltungsbruchstücke ausgestrahlt ist). Die durchschnittliche Atomspaltung veröffentlicht über der Energie, deren ungefähr 4.5 % (oder über) weg als antineutrinos ausgestrahlt wird. Für einen typischen Kernreaktoren mit einer Thermalmacht bedeutend, dass der Kern diese viel Hitze und eine Generation der elektrischen Leistung dessen erzeugt, ist die Gesamtenergieerzeugung von fissioning Atomen wirklich, von denen weg als Antineutrino-Radiation ausgestrahlt wird und nie in der Technik erscheint. Das soll von der Spaltung sagen Energie wird von diesem Reaktor verloren und erscheint als Hitze nicht, die verfügbar ist, um Turbinen zu führen, da die antineutrinos in alle Baumaterialien im Wesentlichen ohne jede Spur eindringen und verschwinden.

Das Antineutrino-Energiespektrum hängt vom Grad ab, zu dem der Brennstoff verbrannt wird (Plutonium, hat 239 Spaltung antineutrinos durchschnittlich ein bisschen mehr Energie als diejenigen von Uran 235 Spaltung), aber im Allgemeinen haben die feststellbaren antineutrinos von der Spaltung eine Maximalenergie zwischen ungefähr 3.5 und, mit einer maximalen Energie ungefähr. Es gibt keine feststehende experimentelle Methode, den Fluss der niedrigen Energie antineutrinos zu messen. Nur antineutrinos mit einer Energie über der Schwelle dessen kann einzigartig identifiziert werden (sieh Neutrino-Entdeckung unten). Ungefähr 3 % des ganzen antineutrinos von einem Kernreaktoren tragen eine Energie über dieser Schwelle. So kann ein durchschnittliches Kernkraftwerk über antineutrinos pro Sekunde über dieser Schwelle erzeugen, sondern auch eine viel größere Zahl (97 %/3 % = ~30mal diese Zahl) unter der Energieschwelle, die mit der gegenwärtigen Entdecker-Technologie nicht gesehen werden kann.

Einige Partikel-Gaspedale sind verwendet worden, um Neutrino-Balken zu machen. Die Technik soll Protone in ein festes Ziel zerschlagen, das Erzeugen hat pions oder kaons beladen. Diese nicht stabilen Partikeln werden dann in einen langen Tunnel magnetisch eingestellt, wo sie während im Flug verfallen. Wegen der relativistischen Zunahme der verfallenden Partikel werden die neutrinos als ein Balken aber nicht isotropisch erzeugt. Anstrengungen, eine Gaspedal-Möglichkeit zu bauen, wo neutrinos durch den Muon-Zerfall erzeugt werden, sind andauernd. Solch eine Einstellung ist als eine Neutrino-Fabrik allgemein bekannt.

Atombomben erzeugen auch sehr große Mengen von neutrinos. Fred Reines und Clyde Cowan haben die Entdeckung von neutrinos von einer Bombe vor ihrer Suche nach Reaktor neutrinos gedacht; ein Spaltungsreaktor wurde als eine bessere Alternative vom Physik-Abteilungsführer von Los Alamos J.M.B. Kellogg empfohlen.

Geologisch

Neutrinos sind ein Teil der natürlichen Hintergrundradiation. Insbesondere die Zerfall-Ketten und Isotope, sowie, schließen Beta-Zerfall ein, der antineutrinos ausstrahlt. Diese so genannten geoneutrinos können wertvolle Auskunft über das Interieur der Erde geben. Eine erste Anzeige für geoneutrinos wurde durch das Experiment von KamLAND 2005 gefunden. Der Haupthintergrund von KamLAND im geoneutrino Maß ist der antineutrinos, der aus Reaktoren kommt. Mehrere zukünftige Experimente zielen darauf, das geoneutrino Maß zu verbessern, und diese werden weit weg von Reaktoren notwendigerweise sein müssen.

Atmosphärisch

Atmosphärische neutrinos ergeben sich aus der Wechselwirkung von kosmischen Strahlen mit Atomkernen in der Atmosphäre der Erde, Schauer von Partikeln schaffend, von denen viele nicht stabil sind und neutrinos erzeugen, wenn sie verfallen. Eine Kollaboration von Partikel-Physikern vom Institut von Tata für die Grundlagenforschung (Indien), Universität des Osaka City (Japan) und Durham Universität (das Vereinigte Königreich) hat die erste kosmische Strahl-Neutrino-Wechselwirkung in einem unterirdischen Laboratorium in Kolar Goldfeldern in Indien 1965 registriert.

Sonnen-

Sonnenneutrinos entstehen aus der Kernfusion, die die Sonne und anderen Sterne antreibt.

Die Details der Operation der Sonne werden durch das Standardsonnenmodell erklärt. Kurzum: Wenn vier Protonensicherung, um ein Helium-Kern zu werden, sich zwei von ihnen zu Neutronen umwandeln müssen, und jede solche Konvertierung ein Elektronneutrino veröffentlicht.

Die Sonne sendet riesige Mengen von neutrinos in allen Richtungen. Jede Sekunde, ungefähr 65 Milliarden Sonnenneutrinos führen jeden Quadratzentimeter seitens der Erde durch, die der Sonne gegenübersteht. Da neutrinos von der Masse der Erde unbedeutend gefesselt sind, erhält die Fläche auf der Seite der Erde gegenüber der Sonne über dieselbe Zahl von neutrinos wie die Seite, die der Sonne gegenübersteht.

Supernovae

1966 Colgate und Weißer

berechnet, dass neutrinos den grössten Teil der Gravitationsenergie wegtragen, die durch den Zusammenbruch von massiven Sternen, Ereignisse jetzt veröffentlicht ist, kategorisiert als Type Ib und Ic und Typ II supernovae. Wenn solche Sterne zusammenbrechen, Sache-Dichten am Kern wird so hoch , dass die Entartung von Elektronen nicht genug ist, um Protone und Elektronen davon abzuhalten, sich zu verbinden, um ein Neutron und ein Elektronneutrino zu bilden. Eine zweite und wichtigere Neutrino-Quelle ist die Thermalenergie (100 Milliarden kelvins) des kürzlich gebildeten Neutronkerns, der über die Bildung von Paaren des Neutrino-Antineutrinos aller Geschmäcke zerstreut wird.

Colgate und die Theorie des Weißes der Supernova-Neutrino-Produktion wurden 1987 bestätigt, als neutrinos von der Supernova 1987A entdeckt wurden. Wasserbasierter Entdecker-Kamiokande II und IMB haben 11 und 8 antineutrinos des Thermalursprungs beziehungsweise entdeckt, während der mit Sitz in scintillator Entdecker von Baksan 5 neutrinos (lepton Zahl = 1) entweder des Thermalursprungs oder Elektronfestnahme-Ursprungs in einem Platzen gefunden hat, das weniger als 13 Sekunden dauert. Das Neutrino-Signal von der Supernova ist in die Erde mehrere Stunden vor der Ankunft der ersten elektromagnetischen Radiation, wie erwartet, von der offensichtlichen Tatsache angekommen, dass der Letztere zusammen mit der Stoß-Welle erscheint. Die außergewöhnlich schwache Wechselwirkung mit der normalen Sache hat dem neutrinos erlaubt, die butternde Masse des explodierenden Sterns durchzuführen, während die elektromagnetischen Fotonen verlangsamt wurden.

Weil neutrinos so wenig mit der Sache aufeinander wirken, wird es gedacht, dass Neutrino-Emissionen einer Supernova Information über die innersten Gebiete der Explosion tragen. Viel vom sichtbaren Licht kommt aus dem Zerfall von radioaktiven Elementen, die durch die Supernova-Stoß-Welle erzeugt sind, und sogar das Licht von der Explosion selbst wird durch dichtes und unruhiges Benzin gestreut. Neutrinos führen andererseits dieses Benzin durch, Auskunft über den Supernova-Kern gebend (wo die Dichten groß genug waren, um das Neutrino-Signal zu beeinflussen). Außerdem, wie man erwartet, erreicht das Neutrino-Platzen Erde vor irgendwelchen elektromagnetischen Wellen, einschließlich des sichtbaren Lichtes, der Gammastrahlung oder der Funkwellen. Die Verzögerung der genauen Zeit hängt von der Geschwindigkeit der Stoß-Welle und auf der Dicke der Außenschicht des Sterns ab. Für eine Supernova des Typs II nehmen Astronomen an, dass die Neutrino-Überschwemmung veröffentlichte Sekunden nach dem Sternkernzusammenbruch ist, während das erste elektromagnetische Signal einige Stunden später erscheinen kann. Das SNEWS-Projekt verwendet ein Netz von Neutrino-Entdeckern, um den Himmel für Kandidat-Supernova-Ereignisse zu kontrollieren; das Neutrino-Signal wird eine nützliche Fortschritt-Warnung vor einem Stern zur Verfügung stellen, der in der Milchstraße explodiert.

Supernova-Reste

Die Energie der Supernova neutrinos erstreckt sich von einigen bis mehrere Zehnen von MeV. Jedoch, wie man erwartet, erzeugen die Seiten, wo kosmische Strahlen beschleunigt werden, neutrinos, die mindestens eine Million Male energischer, von unruhigen gasartigen Umgebungen verlassen zu Ende durch Supernova-Explosionen erzeugt sind: die Supernova-Reste. Der Ursprung der kosmischen Strahlen wurde Supernova von Walter Baade und Fritz Zwicky zugeschrieben; diese Hypothese wurde von Vitaly L. Ginzburg und Sergei I. Syrovatsky raffiniert, der den Ursprung Supernova-Resten zugeschrieben hat, und ihren Anspruch durch die entscheidende Bemerkung unterstützt hat, dass die kosmischen Strahl-Verluste der Milchstraße ersetzt werden, wenn die Leistungsfähigkeit der Beschleunigung in Supernova-Resten ungefähr 10 Prozent ist. Ginzburg und die Hypothese von Syrovatskii werden durch den spezifischen Mechanismus der "Stoß-Welle-Beschleunigung" unterstützt, in Supernova-Resten geschehend, der mit dem ursprünglichen theoretischen Bild im Einklang stehend ist, das von Enrico Fermi gezogen ist, und Unterstützung von Beobachtungsdaten erhält. Die sehr hohe Energie neutrinos soll noch gesehen werden, aber dieser Zweig der Neutrino-Astronomie ist gerade in seinem Säuglingsalter. Die bevorstehenden oder vorhandenen Hauptexperimente, die darauf zielen, sehr hohe Energie neutrinos von unserer Milchstraße zu beobachten, sind der Baikalsee, AMANDA, IceCube, ANTARES, die AUßENREPORTAGE und Nestor. Zusammenhängende Auskunft wird von sehr hohen Energiegammastrahl-Sternwarten, wie VERITAS, HESS und MAGIE gegeben. Tatsächlich sollen die Kollisionen von kosmischen Strahlen beladenen pions erzeugen, dessen Zerfall dem neutrinos und auch neutralem pions geben, dessen Zerfall Gammastrahlung geben: Die Umgebung eines Supernova-Rests ist zu beiden Typen der Radiation durchsichtig.

Noch konnte höhere Energie neutrinos, sich aus den Wechselwirkungen von extragalactic kosmischen Strahlen ergebend, mit der Sternwarte von Pierre Auger oder mit dem hingebungsvollen Experiment genannt ANITA beobachtet werden.

Urknall

Es wird gedacht, dass, gerade wie die kosmische Mikrowellenhintergrundradiation verlassen vom Urknall, es einen Hintergrund der niedrigen Energie neutrinos in unserem Weltall gibt. In den 1980er Jahren wurde es vorgeschlagen, dass diese die Erklärung für die dunkle Sache sein können, die vorgehabt ist, im Weltall zu bestehen. Neutrinos haben einen wichtigen Vorteil gegenüber den meisten anderen dunklen Sache-Kandidaten: Wir wissen, dass sie bestehen. Jedoch haben sie auch ernste Probleme.

Von Partikel-Experimenten ist es bekannt, dass neutrinos sehr leicht sind. Das bedeutet, dass sie sich leicht mit Geschwindigkeiten in der Nähe von der Geschwindigkeit des Lichtes bewegen. So wird dunkle von neutrinos gemachte Sache "heiße dunkle Sache" genannt. Das Problem besteht darin, dass, schnell bewegend seiend, der neutrinos dazu neigen würde, sich gleichmäßig im Weltall ausgebreitet zu haben, bevor kosmologische Vergrößerung sie kalt genug gemacht hat, um sich in Klumpen zu sammeln. Das würde den Teil der dunklen aus neutrinos gemachten Sache verursachen geschmiert und unfähig werden, die großen galaktischen Strukturen zu verursachen, die wir sehen.

Weiter scheinen diese dieselben Milchstraßen und Gruppen von Milchstraßen, durch die dunkle Sache umgeben zu werden, die nicht schnell genug ist, um jenen Milchstraßen zu entfliehen. Vermutlich hat diese Sache den Gravitationskern für die Bildung zur Verfügung gestellt. Das deutet an, dass neutrinos nur einen kleinen Teil der Summe der dunklen Sache zusammensetzen.

Von kosmologischen Argumenten, wie man schätzt, hat Reliquie-Hintergrund neutrinos Dichte von 56 jedes Typs pro Kubikzentimeter und Temperatur , wenn sie massless, viel kälter sind, wenn ihre Masse zu weit geht. Obwohl ihre Dichte, wegen äußerst niedriger Neutrino-Querschnitte an sub-eV Energien ziemlich hoch ist, ist der Reliquie-Neutrino-Hintergrund im Laboratorium noch nicht beobachtet worden. Im Gegensatz, Bor, sind 8 Sonnenneutrinos — die mit einer höheren Energie ausgestrahlt werden — endgültig entdeckt worden trotz, eine Raumdichte zu haben, die niedriger ist als diese der Reliquie neutrinos durch ungefähr 6 Größenordnungen.

Entdeckung

Neutrinos kann direkt nicht entdeckt werden, weil sie die Materialien nicht ionisieren, die sie durchführen (sie tragen elektrische Anklage nicht, und andere vorgeschlagene Effekten, wie die MSW Wirkung, erzeugen nachweisbare Radiation nicht). Eine einzigartige Reaktion, antineutrinos, manchmal gekennzeichnet als umgekehrter Beta-Zerfall, wie angewandt, durch Reines und Cowan (sieh unten) zu identifizieren, verlangt einen sehr großen Entdecker, um eine bedeutende Anzahl von neutrinos zu entdecken. Alle Entdeckungsmethoden verlangen, dass der neutrinos eine minimale Schwellenenergie trägt. Bis jetzt gibt es keine Entdeckungsmethode für die niedrige Energie neutrinos im Sinn, dass potenzielle Neutrino-Wechselwirkungen (zum Beispiel durch die MSW Wirkung) von anderen Ursachen nicht einzigartig bemerkenswert sein können. Neutrino-Entdecker werden häufig Untergrundbahn gebaut, um den Entdecker von kosmischen Strahlen und anderer Hintergrundradiation zu isolieren.

Antineutrinos wurden zuerst in den 1950er Jahren in der Nähe von einem Kernreaktoren entdeckt. Reines und Cowan haben zwei Ziele verwendet, die eine Lösung des Kadmium-Chlorids in Wasser enthalten. Zwei Funkeln-Entdecker wurden neben den Kadmium-Zielen gelegt. Antineutrinos mit einer Energie über der Schwelle von verursachten angeklagten aktuellen Wechselwirkungen mit den Protonen im Wasser, Positrone und Neutronen erzeugend. Das ist sehr viel Zerfall ähnlich, wo Energie verwendet wird, um ein Proton in ein Neutron umzuwandeln, wird ein Positron und ein Elektronneutrino ausgestrahlt:

Vom bekannten Zerfall:

: Energie +  + +

Im Experiment von Cowan und Reines, statt eines aus dem Amt scheiden Neutrinos, haben Sie ein eingehendes Antineutrino von einem Kernreaktoren:

: Energie (>) + +  +

Die resultierende Positron-Vernichtung mit Elektronen im Entdecker-Material hat Fotonen mit einer Energie ungefähr geschaffen. Paare von Fotonen im Zufall konnten durch die zwei Funkeln-Entdecker oben und unter dem Ziel entdeckt werden. Die Neutronen wurden durch Kadmium-Kerne gewonnen, die auf Gammastrahlung ungefähr hinauslaufen, die ein paar Mikrosekunden nach den Fotonen von einem Positron-Vernichtungsereignis entdeckt wurde.

Seitdem sind verschiedene Entdeckungsmethoden verwendet worden. Fantastischer Kamiokande ist ein großes Volumen von Wasser, das durch Photovermehrer-Tuben umgeben ist, die für die ausgestrahlte Radiation von Cherenkov zusehen, wenn ein eingehendes Neutrino ein Elektron oder muon im Wasser schafft. Die Sudbury Neutrino-Sternwarte ist ähnlich, aber verwendet schweres Wasser als das Ermitteln-Medium, das dieselben Effekten verwendet, sondern auch die zusätzliche Reaktionsneutrino-Phototrennung des jedes-Geschmacks von schwerem Wasserstoff erlaubt, auf ein freies Neutron hinauslaufend, das dann von der Gammastrahlung nach der Chlor-Festnahme entdeckt wird. Andere Entdecker haben aus großen Volumina des Chlors oder Galliums bestanden, die für Übermaße an Argon oder Germanium beziehungsweise regelmäßig überprüft werden, die dadurch geschaffen werden, mit der ursprünglichen Substanz Elektron-Neutrinos aufeinander zu wirken. MINOS verwendet einen festen Plastik scintillator verbunden mit Photovermehrer-Tuben, während Borexino eine Flüssigkeit pseudocumene scintillator auch beobachtet durch Photovermehrer-Tuben verwendet und der vorgeschlagene NOνA Entdecker Flüssigkeit scintillator beobachtet durch Lawine-Fotodioden verwenden wird. Der Neutrino-Sternwarte-Gebrauch von IceCube der Antarktischen Eiskappe in der Nähe vom Südpol mit überall im Volumen verteilten Photovermehrer-Tuben.

Motivation für das wissenschaftliche Interesse

Die niedrige neutrale und Massenanklage des Neutrinos bedeutet, dass sie außerordentlich schwach mit anderen Partikeln und Feldern aufeinander wirken. Diese Eigenschaft der schwachen Wechselwirkung interessiert Wissenschaftler, weil es bedeutet, dass neutrinos verwendet werden kann, um Umgebungen zu untersuchen, in die andere Radiation (wie Licht oder Funkwellen) nicht eindringen kann.

Mit neutrinos weil wurde eine Untersuchung zuerst Mitte des 20. Jahrhunderts als eine Weise vorgeschlagen, Bedingungen am Kern der Sonne zu entdecken. Der Sonnenkern kann direkt nicht dargestellt werden, weil elektromagnetische Radiation (wie Licht) durch den großen Betrag und die Dichte der Sache ausgegossen wird, die den Kern umgibt. Andererseits führen neutrinos die Sonne mit wenigen Wechselwirkungen durch. Wohingegen vom Sonnenkern ausgestrahlte Fotonen verlangen können, dass sich 40,000 Jahre zu den Außenschichten der Sonne, neutrinos erzeugt in Sternfusionsreaktionen am Kernkreuz diese mit fast der Geschwindigkeit des Lichtes praktisch ungehinderte Entfernung verbreiten.

Neutrinos sind auch nützlich, um astrophysical Quellen außer unserem Sonnensystem zu untersuchen, weil sie die einzigen bekannten Partikeln sind, die durch ihr Reisen durch das interstellare Medium nicht bedeutsam verdünnt werden. Optische Fotonen können verdunkelt oder durch Staub, Benzin und Hintergrundradiation ausgegossen werden. Energiereiche kosmische Strahlen, in der Form von schnellen Protonen und Atomkernen, sind unfähig, mehr als ungefähr 100 megaparsecs wegen der Greisen-Zatsepin-Kuzmin-Grenze (GZK Abkürzung) zu reisen. Neutrinos kann im Gegensatz noch größere kaum verdünnte Entfernungen reisen.

Der galaktische Kern der Milchstraße wird durch dichte helle zahlreiche und Gasgegenstände völlig verdunkelt. Im galaktischen Kern erzeugter Neutrinos sollte durch Erdneutrino-Fernrohre im nächsten Jahrzehnt messbar sein.

Ein anderer wichtiger Gebrauch des Neutrinos ist in der Beobachtung von supernovae, den Explosionen, die die Leben von hoch massiven Sternen beenden. Die Kernzusammenbruch-Phase einer Supernova ist ein äußerst dichtes und energisches Ereignis. Es ist so dicht, dass keine bekannten Partikeln im Stande sind, der zunehmenden Kernvorderseite abgesehen von neutrinos zu entkommen. Folglich, wie man bekannt, veröffentlichen supernovae etwa 99 % ihrer Strahlungsenergie in einem kurzen (10 Sekunden) Ausbruch neutrinos. Diese neutrinos sind eine sehr nützliche Untersuchung für Kernzusammenbruch-Studien.

Die Rest-Masse des Neutrinos (sieh oben), ist ein wichtiger Test von kosmologischen und astrophysical Theorien (sieh Dunkle Sache). Die Bedeutung des Neutrinos in der Untersuchung kosmologischer Phänomene ist so groß wie jede andere Methode, und ist so ein Hauptfokus der Studie in astrophysical Gemeinschaften.

Die Studie von neutrinos ist in der Partikel-Physik wichtig, weil neutrinos normalerweise die niedrigste Masse haben, und folglich Beispiele der niedrigsten Energiepartikeln sind, die in Erweiterungen des Standardmodells der Partikel-Physik theoretisiert sind. Zum Beispiel würde man dass erwarten, wenn es eine vierte Klasse von fermions außer dem Elektron, muon, und tau Generationen von Partikeln gibt, dann würde das vierte Generationsneutrino am leichtesten sein, in einem Partikel-Gaspedal zu erzeugen.

Siehe auch

• Die Liste des Neutrinos experimentiert

Referenzen

Bibliografie

Links

• "Was ist ein Neutrino?", Dave Casper (Universität Kaliforniens, Irvine)
• Aspera europäisches Netzportal
• www.astroparticle.org: alle über die astroparticle Physik...
• Neutrino hat losgebunden: Online-Rezension und E-Archiv auf der Neutrino-Physik und Astrophysik
• Nova: Die Geisterpartikel: Dokumentarfilm im öffentlichen US-Fernsehen von WGBH
• SNEWS: Das Verwenden von Neutrino-Entdeckern, um Frühwarnung von supernovae zu erhalten
• Das Messen der Dichte des Kerns der Erde mit neutrinos
• Website von John Bahcall
• Weltall ist in einem Meer von abgekühltem neutrinos, Neuem Wissenschaftler, am 5. März 2008 untergetaucht
• Neutrinos, hat "R&D" am 24. Juli 2009 Durch Tia Jones ertappt
• Was ist ein Neutrino?
• Suche neutrinoless verdoppelt Beta-Zerfall mit dem bereicherten 76Ge in der Omi Sasso 1990-2003
• Neutrino, das ertappt ist, sich vom Muon-Typ bis Tau-Typ, CERN Presseinformation zu ändern
• Neutrino 'Geisterpartikel, die' durch Astronom-BBC-Nachrichten am 22. Juni 2010 eingeschätzt ist
• Die Säule der Physik hat herausgefordert