Ce este un neutrin?

O particulă cu masă foarte mică, în jurul celei a unui electron, și fără sarcină electrică, neutrinul este o particulă subatomică evazivă. Neutrinul este atât de timid încât durata dintre teoretizarea existenței sale și descoperirea sa efectivă a fost de 25 de ani. Wolfgang Pauli, un celebru fizician cuantic, a teoretizat neutrinul în 1931. Acesta a fost descoperit de Frederick Reines și Clyde Cowan în 1956 la un observator de neutrini situat lângă o centrală nucleară de la Savannah River, Carolina de Sud.

Neutrinii călătoresc aproape cu viteza luminii și multe cvadrilioane dintre ei pătrund în corpul tău în fiecare secundă. Dar, deoarece neutrinii au o masă atât de scăzută și interacționează doar puțin cu atomii, ei pot pătrunde câțiva ani lumină de materie dens compactă înainte de a interacționa cu un atom. Din acest motiv sunt foarte greu de detectat.

Neutrinii sunt generați în timpul unui eveniment cunoscut în fizică ca dezintegrare beta. Părea fără speranță să detectezi neutrini până la apariția tehnologiei nucleare. Bombele atomice și reactoarele nucleare s-au dovedit a fi surse bogate de activitate a neutrinilor în raport cu un loc tipic de pe Pământ. Primii detectoare de neutrini au fost rezervoare pline cu apă și clorură de cadmiu. Primul neutrin detectat nu a fost de fapt un neutrin convențional, ci un anti-neutrin.

Când un anti-neutrin a intrat în coliziune cu un proton din detectorul de neutrini, interacțiunea a produs un neutron și un pozitron, sau un anti-electron. Antielectronul rezultat s-ar anihila rapid cu unul dintre electroni care orbitează în jurul nucleului, rezultând o pulverizare de doi fotoni. Apoi, un neutron rătăcit eliberat din defalcarea atomului va fi în cele din urmă captat (~15 ms) de un alt atom, intact, eliberând mai mulți fotoni (lumină). Acest model distinct de eliberare de fotoni în două etape ar putea fi mărit de fotoamplificatoare, declanșând astfel un registru și oferind dovezi pozitive pentru impactul neutrinilor.

Cu metodele moderne, în observatoarele noastre este detectat până la un neutrin pe zi. Neutrinul este un exemplu excelent de particule fundamentale care devine mai ușor de înțeles pe măsură ce calitatea instrumentelor noastre științifice se îmbunătățește. Colectarea continuă de dovezi cu privire la neutrin și proprietățile sale va contribui cu siguranță în moduri valoroase la progresul fizicii teoretice contemporane, care, la rândul său, va genera descoperiri tehnologice și teoretice utile pentru civilizația umană.