Άγονη η θεωρία για τα 'άγονα' νετρίνα

Από σελίδα του Physics News Update 15-Νοεμβρίου-2000

Στο εσωτερικό του ανιχνευτή νετρίνων στο ΚΕΚ

Η ομάδα των επιστημόνων που παρακολουθούν τις ταλαντώσεις των νετρίνων στο γιγαντιαίο υπόγειο ανιχνευτή Super-Kamiokande στην Ιαπωνία πιστεύουν πως τα μιονικά νετρίνα πιθανά μετασχηματίζονται αποκλειστικά σε ταυ νετρίνο και όχι σε "άγονα" νετρίνα.

Κάποιοι θεωρητικοί έχουν προτείνει πως θα πρέπει να υπάρχει ακόμη ένα 4o είδος νετρίνο μαζί με τα τρία ήδη γνωστά είδη νετρίνο (ταυ, ηλεκτρονίου και μιονίου), το λεγόμενο άγονο νετρίνο, το οποίο θα αντιδράει με την ύλη ακόμη πιο ασθενικά από ότι τα υπόλοιπα.

Στα πρώτα αποτελέσματα στο  Kamiokande μια υστέρηση (ένας μικρότερος αριθμός του αναμενόμενου) των παρατηρουμένων μιονικών νετρίνων (που δημιουργούνται όταν υψηλής ενέργειας σωματίδια εισβάλλουν στην ατμόσφαιρα της Γης), εξηγήθηκαν λέγοντας πως στον δρόμο τους για τον υπόγειο ανιχνευτή αυτά μετατρέπονται σε άλλες μορφές είτε ταυ είτε σε άγονα νετρίνα. Νέες αναλύσεις των πειραματικών δεδομένων στην Ιαπωνία τώρα αποκλείουν το τμήμα του σεναρίου για τα άγονα νετρίνα.

Τι είναι η "ταλάντωση" του νετρίνο;

Το νετρίνο ηλεκτρονίου αποτελείται στην πραγματικότητα από μια μίξη ιδιοκαταστάσεων, δηλαδή ένα γραμμικό συνδυασμό δύο αρχικών καταστάσεων ν ₁,ν₂ . Έτσι το  ν_e = α₁ ν₁ + α₂ ν₂ όπου οι παράμετροι α₁, α₂ εκφράζουν το ποσοστό συμμετοχής των καταστάσεων ν₁, ν₂ στην “κατασκευή” του ν_e Ο παρατηρούμενος αριθμός νετρίνων που φθάνουν στη Γη από τον Ήλιο είναι μικρότερος από τον θεωρητικό.

Με πολλά πειράματα να συμφωνούν σε αυτό το σημείο, η εξήγηση του φαινομένου εστιάζεται στις "ταλαντώσεις" του νετρίνο: ξεκινώντας τη ζωή του σαν μιονικού τύπου στη κορυφή της ατμόσφαιρας, το νετρίνο αλλάζει σταδιακά τύπο.

Άρα η "ταλάντωση" είναι η σταδιακή μετατροπή του σε άλλες μορφές.

Η εξαφάνιση των νετρίνων σημαίνει ότι τα βαρύτερα νετρίνα πχ του μιονίου και του ταυ μεταπίπτουν σε νετρίνα του ηλεκτρονίου. Για να γίνει όμως η διάσπαση αυτή, πρέπει να έχουν μάζα ηρεμίας!

Όπως το βαρύτερο μιόνιο διασπάται σε ηλεκτρόνιο και νετρίνο μιονίου, έτσι και το διασπώμενο βαρύτερο νετρίνο πρέπει να έχει μάζα. Μόνο με αυτή την υπόθεση εξηγείται η "ταλάντωση. Αν όμως τα πειράματα δείχνουν “ταλαντώση” (όπως ονομάζονται) των νετρίνων, συνεπάγεται αναπόφευκτα και η ύπαρξη μάζας, έστω και πολύ μικρής.