Kétneutrínó-kísérlet

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A kétneutrínó kísérlet Leon Max Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger amerikai fizikusok és munkatársaik által elvégzett kísérlet, melynek eredményeként kiderült, hogy nem csak egyféle neutrínó van. Ez vezetett ahhoz a standard modellben alapvető felismeréshez, hogy az elemi részecskék családokba sorolhatóak. 1988-ban fizikai Nobel-díjat kaptak érte az alábbi indoklással: „a neutrínónyaláb módszerért, és a müonneutrínó felfedezésével a leptonok dublet szerkezetének kimutatásáért”

[szerkesztés] A kísérlet leírása

A kísérletet 1960 és 1962 között végezték a Brookhaveni Nemzeti Laboratóriumban.

  1. Első lépésben 15 GeV energiájú protonokkal Berillium atommagot bombázva pionokat állítottak elő: p + \mbox{Be}\rightarrow \pi^- + X
  2. Hagyták elbomlani müonra és neutrínóra: \pi^+\rightarrow \mu^+ + \nu és \pi^-\rightarrow \mu^- + \nu
  3. A müonokat vastag acélfallal állították meg, hogy ne zavarja a mérést.
  4. A keltett neutrínónyalábbal folyékony hidrogén illetve deutérium atommagot bombáztak.

A keletkező elektronokat és müonokat figyelték. Nem találtak elektronokat, csak müonokat, azaz az inverz béta-bomlás nem jött létre, hanem csak ennek müonos változata. Mivel neutrínóval már sikerült inverz béta-bomlást létrehozni, a jelenség csak azzal magyarázható, hogy az itt szereplő neutrínók másfajták. Tehát a pionból előállított neutrínók valahogy a müonnal, a másik fajta pedig az elektronnal van valamilyen kapcsolatban (νμe).

Mai jelölésekkel:

a létrejövő reakció: p+\bar{\nu_\mu} \rightarrow n + \mu^+

és amit vártak, de nem volt: p+\bar{\nu_\mu} \rightarrow n + e^+

ez utóbbi csak így jöhet létre: p+\bar{\nu_e} \rightarrow n + e^+

[szerkesztés] Érdekesség

A müonok kiszűrésére szolgáló acélfal II. világháborús hadihajók roncsaiból állt, abban már nagyrészt elbomlott a természetes vasban is kis mennyiségben előforduló radioaktív anyag nagy része, ezért kisebb zavaró hátteret okozott a mérésnél.

[szerkesztés] Forrás