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ニュートリノ 3 [neutrino]
時事用語のABC |
ニュートリノ(にゅーとりの)
合わせて3種類のニュートリノがあり、それぞれ、電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノと呼ばれる。電荷はゼロで、物質との相互作用が極めて小さいという特徴から、「幽霊粒子」という名前も付いている。
ニュートリノは、主にエネルギーの高いところで発生する。例えば、太陽の中心で起こっている核融合反応や放射性物質のベータ崩壊の際に放出される。また、宇宙線が地球の大気に突入するときにも発生する。ニュートリノは非常に小さいため、地球でさえも簡単に通り抜けてしまう。
1987年に起きた超新星爆発のときには、岐阜県神岡町にあるカミオカンデと呼ばれる粒子検出器により、この爆発に伴って生じたニュートリノが観測にかかり、話題になった。
しかし、ニュートリノに質量があるかという問題は、これまでの物理学では解決していない。なぜなら、質量がゼロであると思われていたところで、質量があるときにしか現れない「ニュートリノ振動」と見られる現象が次々と明らかになってきたからである。太陽からやっていくるニュートリノや大気中で発生するニュートリノが、その道のりの途中で他の種類のニュートリノに移り変わるのが「ニュートリノ振動」である。
ニュートリノ質量の問題を解決するため、茨城県つくば市の高エネルギー加速器研究機構で人工的に作ったニュートリノを、スーパーカミオカンデに向けて打ち込むという、世界の中でもユニークな実験が日本で行われている。
(2000.07.19更新)
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ニュートリノ
すべての物質を素通りする微弱なニュートリノ
ニュートリノとは、1933年にパウリによって理論的に存在を予言され、26年後に実験で確認された電気的に中性(電荷ゼロ)で、重さ(質量)がほとんどゼロの粒子のことです。現在では電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノの3種類のニュートリノが観測されています。他の粒子との相互作用が弱く、物質を素通りするため、宇宙のはるか彼方や太陽の中心部で発生したニュートリノは、そのまま地球にやってきます。そのため、観測が非常に難しく、実際には塩素やガリウム、水素などの原子核に衝突したときにごくまれに起こる逆ベータ反応などにより検出します。
ニュートリノ天文学の幕開けとなったカミオカンデの発見
1987年、大マゼラン星雲中の超新星「1987A」爆発の際に放出されたニュートリノが岐阜県神岡鉱山にある東大宇宙線研究所・神岡宇宙素粒子研究施設のカミオカンデ(水3,000tを蓄えた巨大タンクを核とする素粒子観測装置)で検出され、ニュートリノ天文学の幕開けとなりました。
素粒子論を変えるスーパーカミオカンデ
太陽や星の中心では核反応や素粒子反応にともなってニュートリノが発生しています。ニュートリノ天文学は、これを観測して星の進化や銀河形成などのメカニズムを探ろうという新しい分野の学問です。1996年4月からは光の検出器の数を70倍以上にしたスーパーカミオカンデ(大型素粒子観測装置)も稼働を始めています。
地下1,000mに水が5万t入る巨大な水槽
このスーパーカミオカンデは、直径39m、高さ41mの巨大な水槽(水5万tが入る)を地下1,000mに設置したもので、水槽の内部に光電子増倍管を1万1,200個並べ、水中に陽子や電子にニュートリノが当たったときに出るチェレンコフ光を検出するものです。今後、ニュートリノのすぐれた透過力を利用できるようになれば、星の内部や銀河の中心を見ることができるようになるでしょう。また、大気のない月面に検出器を設置すれば、すぐれたニュートリノ望遠鏡もつくれるようになるはずです。
素粒子事典 |
ニュートリノ
| 記号 | 電荷 | 質量 | スピン | パリティ | 寿命 | 分類 |
| ν | 0 | 0? | 1/2 | 無限大? | 軽粒子 |
電荷の無い軽粒子。弱い力にしか感じない。 電子,ミュー粒子,タウ粒子に対応して,3種類が存在する。 ベータ崩壊の際などに発生するが,ほとんど物質と反応しないので検出が困難である。 他の粒子に比べて大変軽く,標準模型では 質量ゼロとされているが, 最近、ある種類のニュートリノが別の種類のニュートリノ に変化するという「ニュートリノ振動」と呼ばれる現象が 発見され、3種のニュートリノの中には質量がゼロで ないものがあることがわかった。
ウィキペディア |
ニュートリノ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2012/01/28 09:39 UTC 版)
ニュートリノ (英: neutrino) は、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子をあわせた6種類あると考えられている。ヴォルフガング・パウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則と角運動量保存則が成り立つように、その存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスらの実験により、その存在が証明された。
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- ^ その他にロスアラモス国立研究所によるLSND実験(en)において通常の反応を示さない4世代目のニュートリノ(ステライルニュートリノ)の証拠が得られているが、フェルミ国立研究所のMiniBooNE実験チームは2007年4月11日、現時点でその存在を示す証拠はないという否定的見解を発表した。
- ^ 人を貫く太陽からのニュートリノは毎秒100兆個である。
- ^ 当時静岡県立静岡女子大学家政学部一般教育助教授、2009年4月から大阪大学大学院理学研究科素粒子理論研究室招聘研究員、こいでよしおのぶつり教室。
- ^ 時計はGPSを利用し、10ナノ秒であわせた。
- ^ J. Schechter, J.W.F. Valle (1980). “Neutrino Masses in SU(2) x U(1) Theories”. Physical Review D 22 (9). doi:10.1103/PhysRevD.22.2227.
- ^ OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso:CERN Press Release
- ^ a b Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam:Preprint on arxiv.org
- ^ 理:光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す発見か 毎日新聞 2011年9月23日 21時32分(最終更新 9月23日 23時31分)
- ^ Observation of events with decay topologies in the OPERA experiment
- ^ ニュートリノは光より速い?NHK:2011年9月23日 18時57分
- ^ ニュートリノビームが長かったため、最初の実験ではビームのどこで到着時間を計測しているか不明であった。
- ^ 光より速いニュートリノ、再実験しても速かった 読売新聞 2011年11月19日00時51分
- ^ Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam arXiv:1109.4897 last revised 17 Nov 2011 (this version, v2)
- ^ Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam :PDF Full article
- ^ MINOS for Scientists
- ^ つくば・神岡間長基線ニュートリノ振動実験 (K2K)
- ^ ニュートリノの光速超え「疑い抱く」実験舞台の責任者 日本経済新聞2011年10月7日
- ^ 民間用GPSは位置精度が落とされているが、最大誤差は数十m程度であるので、GPSではこの実験の説明がつけられないとされる。ただしGPSの時間精度(原子時計を搭載した衛星を利用しているが)と、2つの実験装置への実装の具体的な方法(遅延が生じる場合がある)が知られていないので、疑惑の中心とされている。通常精密な時刻あわせにGPSを利用しない。
- ^ 原論文は10月17付けで、修正版は10月22日付けである。
- ^ 「光速超えるニュートリノ」に異論、伊チームが論文発表 ロイター 11月21日
- ^ Study rejects "faster than light" particle finding:Reuters:By Robert Evans GENEVA | Sun Nov 20, 2011 6:35pm EST
- ^ A search for the analogue to Cherenkov radiation by high energy neutrinos at superluminal speeds in ICARUS :last revised 22 Oct 2011 (this version, v2)
- ^ A search for the analogue to Cherenkov radiation by high energy neutrinos at superluminal speeds in ICARUS. :PDF Full article
- ^ 光より早い物質が存在しないのは、粒子を光速にまで加速するためには無限のエネルギーが必要だということが理由であった。仮想粒子タキオンは、最初から超光速であるため、この制限を回避できる。もしこの実験結果が本当だった場合、ニュートリノはエネルギーを必要としない何らかの相転移で超光速になってまた戻ることが考えられる。
- 1 ニュートリノとは
- 2 ニュートリノの概要
- 3 関連項目
ニュートリノと同じ種類の言葉
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