太陽ニュートリノ問題
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太陽ニュートリノ問題（たいようニュートリノもんだい、英: Solar neutrino problem）は、地球を貫通していくニュートリノの観測数が、太陽内部の理論的モデルから予測される値と一致しないとされていた問題である。1960年代半ばから問題とされてきたが、2002年に素粒子標準模型の修正を必要とするニュートリノ物理の新しい解釈であるニュートリノ振動の発見により解決された。ニュートリノ振動は伝搬の過程で各フレーバーのニュートリノの存在確率が周期的に変化（振動）する現象であり、ニュートリノが質量を持つことによって起きるとされている。太陽ニュートリノ問題の根本的な原因は、太陽内部で生成されるニュートリノがかつて用いられていた検出器では捉えられない別の2つのフレーバーのニュートリノに変化することであると説明することができる。
- ^ Haxton, W.C. Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, vol 33, pp. 459–504, 1995.
- ^ Gribov, V. (1969). “Neutrino astronomy and lepton charge”. Physics Letters B 28 (7): 493?496. Bibcode: 1969PhLB...28..493G. doi:10.1016/0370-2693(69)90525-5.
- ^ W. David Arnett and Jonathan L. Rosner (1987). “Neutrino mass limits from SN1987A”. Physical Review Letters 58 (18): 1906. Bibcode: 1987PhRvL..58.1906A. doi:10.1103/PhysRevLett.58.1906.
- ^ Arnett, W.D.; et al. (1989). “Supernova 1987A”. en:Annual Review of Astronomy and Astrophysics 27: 629–700. Bibcode: 1989ARA&A..27..629A. doi:10.1146/annurev.aa.27.090189.003213.
- ^ Detecting Massive Neutrinos; August 1999; Scientific American; by Kearns, Kajita, Totsuka.
- ^ Q.R. Ahmad, et al., "Measurement of the rate of interactions produced by 8B solar neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory," Physical Review Letters 87, 071301 (2001)
- ^ Arthur B. McDonald, Joshua R. Klein and David L. Wark, 'Solving the Solar Neutrino Problem', Scientific American, vol. 288, no. 4 (April 2003), pp. 40–49
- 1 太陽ニュートリノ問題とは
- 2 太陽ニュートリノ問題の概要
- 3 注釈・出典
太陽ニュートリノ問題
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太陽内部の核融合反応に伴って、太陽からはニュートリノが常時放出されている。これは可視光で調査不能な太陽内部を直接知る手段として注目された。標準太陽モデルで求められた陽子-陽子連鎖反応による太陽ニュートリノは、以下の4種類が想定された。 ( 1 - 1 ) p + p → D + e + + ν e {\displaystyle (1{\text{-}}1)\quad \mathrm {p+p} \to \mathrm {D+e^{+}} +\nu _{\mathrm {e} }} ( 1 - 2 ) p + e − + p → D + ν e {\displaystyle (1{\text{-}}2)\quad \mathrm {p+e^{-}+p} \to \mathrm {D} +\nu _{\mathrm {e} }} ( 6 ) 7 B e + e − → 7 L i + ν e {\displaystyle (6)\ \ \quad {}^{7}\mathrm {Be} +\mathrm {e^{-}} \to {}^{7}\mathrm {Li} +\nu _{\mathrm {e} }} ( 9 ) 8 B → 8 B e ∗ + e + + ν e {\displaystyle (9)\ \ \quad {}^{8}\mathrm {B} \to {}^{8}\mathrm {Be} ^{*}+\mathrm {e^{+}} +\nu _{\mathrm {e} }} これらの名称およびエネルギー値は上から、p-pニュートリノ (0.42MeV)、pepニュートリノ (1.44MeV)、ベリリウム・ニュートリノ（0.38MeVおよび0.86MeV）、ボロン・ニュートリノ (6.7MeV) である。 太陽ニュートリノ観測は1960年代にアメリカ、1985年から日本でそれぞれ行われたが、その結果は、恒星内部の核反応の理論から予測される値の半分程度しかないことが分かった。その後行われた高精度が期待される手法による観測でも理論値よりも測定値が低い結果が再現された。複数の観測法で同じ傾向の結果が出たために、方法的欠陥とは考えられなくなった。 1990年代に複数の仮説が提案された。ひとつは素粒子物理学におけるニュートリノ振動が影響するというものであった。ニュートリノが質量を持つと仮定すると、そのフレーバー（電子型、ミュー型、タウ型）が宇宙空間を飛来する間に変化する可能性があり、過去の電子型ニュートリノのみを測定する手法では太陽ニュートリノが減衰したように見えるというものだった。他にも標準太陽モデルにおけるニュートリノ発生比率への疑問も呈され、過去の実験では高エネルギーのボロン・ニュートリノを捉えやすい性質があったため、仮に太陽中心の温度が想定よりも低いとするとp-pIII反応の比率は低くなり、結果として太陽ニュートリノの観測値が低くなるという考えが提案された。他にも「太陽では核反応が起こっていない」という極端な説が飛び出る中、新たな観測方法が求められた。 21世紀に入り稼動したスーパーカミオカンデは、同時期に開始されたカナダの観測法よりも比較的電子型以外のニュートリノも捉えることが可能だった。太陽ニュートリノを観測した結果は、理論値よりも低いながらもスーパーカミオカンデの実測値はカナダのそれを上回り、太陽ニュートリノ問題はフレーバーの変化という説で決着した。スーパーカミオカンデは別な観測でニュートリノ振動を実証し、これを受けて「太陽ニュートリノ問題」提唱者レイモンド・デイビスとカミオカンデ実験を主導した小柴昌俊は2002年度のノーベル賞を授与された。
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