Neutrino's in deeltjesfysica

De neutrino is een elementair deeltje dat geen elektrische lading vasthoudt, met bijna de snelheid van het licht reist en door gewone materie gaat met vrijwel geen interactie.

Neutrino's worden gemaakt als onderdeel van radioactief verval. Dit verval werd in 1896 waargenomen door Henri Becquerel toen hij opmerkte dat bepaalde atomen elektronen lijken uit te zenden (een proces dat bekend staat als bèta-verval). In 1930 stelde Wolfgang Pauli een verklaring voor waar deze elektronen vandaan konden komen zonder de behoudswetten te overtreden, maar het betrof de aanwezigheid van een zeer licht, ongeladen deeltje dat tegelijkertijd tijdens het verval werd uitgestoten. Neutrino's worden geproduceerd door radioactieve interacties, zoals zonnefusie, supernova's, radioactief verval en wanneer kosmische stralen in botsing komen met de atmosfeer van de aarde.

Het was Enrico Fermi die een meer complete theorie van neutrino-interacties ontwikkelde en die de term neutrino voor deze deeltjes bedacht. Een groep onderzoekers ontdekte de neutrino in 1956, een ontdekking die hen later de Nobelprijs voor de natuurkunde 1995 opleverde.

De drie soorten neutrino

Er zijn eigenlijk drie soorten neutrino: elektronenneutrino, muon-neutrino en tau-neutrino. Deze namen komen van hun "partnerdeeltje" onder het standaardmodel van deeltjesfysica. De muon-neutrino werd ontdekt in 1962 (en verdiende een Nobelprijs in 1988, 7 jaar voordat de eerdere ontdekking van de elektronneutrino er een verdiende.)

Massa of geen massa?

Vroege voorspellingen gaven aan dat het neutrino mogelijk geen massa heeft gehad, maar latere onderzoeken hebben aangegeven dat het een zeer kleine hoeveelheid massa heeft, maar geen massa. De neutrino heeft een half-gehele spin, dus het is een fermion. Het is een elektronisch neutrale lepton, dus het interageert niet door de sterke of elektromagnetische krachten, maar alleen door de zwakke interactie.