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ニュートリノ

現在の標準理論(標準模型)の中で素粒子とされているレプトンの1つ。Neutrino。中性微子とも呼ばれる。

性質

ニュートリノ電荷を持たず(中性)、1/2のスピンを持つ。

重力相互作用を除き、弱い相互作用のみをする。このため観測は極めて困難だった。

質量を持たないか、あるいは非常に小さい値とされ、どちらであるかはかなり長期間、素粒子物理学界のホットテーマだった。最終的にスーパーカミオカンデによる観測と実験によって、質量を持つことの証明である「ニュートリノ振動」が観測されて決着した。

略史

もともと、ベータ崩壊の際にはエネルギー収支*1のつじつまが合わなかったという現象があった。放置しておくとエネルギー保存則に矛盾してしまう。

パウリはこの現象について、「未知の中性の粒子がエネルギーを持ち逃げしてんじゃねえの?」との仮説を1930年に提出。

さらに中性子の発見などを踏まえてフェルミが「つまりβ崩壊ってのは、原子核に入ってる中性子が、陽子と電子と未知の中性の粒子に化けてる現象だったんだ」と総括する。

実際に発見されたのは1953年アメリカのライネスとカワンが原子炉から出ているニュートリノの検出に成功した。

区分

レプトンであるニュートリノは、対応する電子などと同様に3つの世代からなり、次のような名称が与えられている。

第一世代電子ニュートリノ
第二世代ミューニュートリノ
第三世代タウニュートリノ

「光速より速い」とされる実験結果から撤回まで

2011年9月23日、欧州原子核研究機構(CERN)の研究グループ「国際研究実験OPERA」のチームが、「光速より60.7ナノ秒速い」とする実験結果を公開した。これはアインシュタイン相対性理論と矛盾する内容であるため、さらなる検証が呼び掛けられた。

同研究グループがメンバーを入れ替えた上で再度実験を行い、ニュートリノと光の速さに明確な差が出なかったとして、2012年6月に「光より速い」との実験結果を事実上撤回した。

*1:質量収支でも同じことですが