ニュートリノ【neutrino】
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）
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。
ニュートリノ
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ニュートリノ（英: neutrino[注釈 1]）は、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子(ちゅうせいびし)とも書く[1]。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」の名はニュートラルから来ており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。
注釈
- ^ 「neutrino」という語は、「中性の（もの）」という意味のneutroという語幹に、イタリア語の「小さい～」を意味する接尾辞（指小辞）の「ino イーノ」を組み合わせた造語である。
- ^ この際にパウリはこの粒子を「中性子（ニュートロン）」と呼称していたが、ジェームズ・チャドウィックが自身の発見した中性粒子にこの名を命名した為、フェルミによって新たに「ニュートリノ（イタリア語で中性の微粒子の意）」と名付けられた。
- ^ 日本の小柴昌俊らによるカミオカンデ、アメリカのIMB、ロシアのBaksanで観測された
- ^ 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。
- ^ 時計はGPSを利用し、10ナノ秒であわせた。
- ^ このGPSについて、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た。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た。通常精密な時刻あわせにGPSを利用しないためであった。
出典
- ^ ニュートリノ - ATOMICA -
- ^ J. Csikai (1957). “Photographie evidence for the existence of the neutrino”. Il Nuovo Cimento 5 (4): 1011. doi:10.1007/BF02903226.
- ^ J. Csikai, A. Szalay (1959). “The effect of neutrino recoil in the beta decay of He”. Soviet Physics JETP 8 (5): 749.
- ^ European Physical Society Historic Site - The Neutrino Experiment
- ^ “The Nobel Prize in Physics 2015”. Nobel Media AB. 2021年10月7日閲覧。
- ^ J. Schechter, J.W.F. Valle (1980). “Neutrino Masses in SU(2) x U(1) Theories”. Physical Review D 22 (9): 2227. Bibcode: 1980PhRvD..22.2227S. doi:10.1103/PhysRevD.22.2227.
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- ^ “New Tests Confirm The Results Of OPERA On The Neutrino Velocity, But It Is Not Yet The Final Confirmation”. INFN press release (2011年11月18日). 2011年11月18日閲覧。
- ^ ニュートリノ「光より速い」撤回へ - ウェイバックマシン（2012年6月2日アーカイブ分） 読売新聞 2012年6月2日
- ^ “ニュートリノ、「超光速」撤回 名古屋大などが正式に発表 再実験で判明”. 産経新聞 (2012年6月8日). 2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月29日閲覧。
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- ^ MINOS collaboration (2007). “Measurement of neutrino velocity with the MINOS detectors and NuMI neutrino beam”. Physical Review D 76 (7): 072005. arXiv:0706.0437. Bibcode: 2007PhRvD..76g2005A. doi:10.1103/PhysRevD.76.072005.
- ^ 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
- ^ 「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 Thu, 8 Mar 2012 15:42:38 UTC (this version, v3)
ニュートリノ（neutrino）
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「サイヴァリア」の記事における「ニュートリノ（neutrino）」の解説
中性子や原子核のベータ崩壊時などに放出される素粒子。恒星の中心部で起きる熱核反応や，超新星爆発のときに多く生成され，光速で飛来する。通常の物質とはほとんど反応を示さず，それらを貫通してしまうが，霊子との反応率は非常に高い。
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ニュートリノ
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「テニスの王子様の登場人物」の記事における「ニュートリノ」の解説
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ニュートリノ
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熱い暗黒物質の代表例。従来ニュートリノの質量は0であると思われていたが、1996年から1998年にかけての東大宇宙線研究所による観測によって質量を持っている事が証明された。ニュートリノは宇宙全体に存在する数が非常に多い（計算では〜100個/cm3）ので、質量が10eV程度あれば暗黒物質の候補になるとされていた。しかしながら、ニュートリノの寄与は臨界密度の高々1.5%程度であることが分かってきたので、現在では主要な暗黒物質であるとは考えられていない。さらに、ニュートリノが暗黒物質の主成分だとすると銀河形成論的に困ったことがおこる。銀河団以下のスケールの構造が生まれなくなってしまうのである (free streaming mixing)。これは、ニュートリノ同士の相互作用がほとんど無く互いに通り過ぎてしまい、圧力が生じないことによる。従って、ニュートリノ説は否定された
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ニュートリノ
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ホットダークマターの最もよい例はニュートリノである[要出典]。ニュートリノは非常に小さな質量を持ち、4つの基本相互作用のうち2つ、電磁相互作用と強い相互作用を持たない。残りの2つ、弱い相互作用と重力相互作用は持つが、これらは非常に弱いため検知することが難しい。 スーパーカミオカンデなどの数々の計画がこのニュートリノを研究するために稼動中である。
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ニュートリノ
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「標準模型を超える物理」の記事における「ニュートリノ」の解説
標準模型において、ニュートリノの質量はきっかり0である。これは左巻きニュートリノのみを含む標準模型の結果である。適切な右巻きのパートナーがない場合、標準模型に繰り込み可能な質量項を追加することはできない。しかし、測定によりニュートリノはニュートリノ振動により自発的にフレーバーを変化させることが示されており、これはニュートリノに質量があることを意味する。ニュートリノ振動の測定からは異なるフレーバー間の質量差のみがわかる。ニュートリノ質量の絶対値に対する最も良い制約は、三重水素崩壊の正確な測定から得られた2eVという上限であり、これはニュートリノが標準模型の他の粒子よりも少なくとも5桁軽いということを示している。したがって標準模型の拡張により、ニュートリノが質量を得る方法を説明するだけでなく、質量が非常に小さい理由も説明する必要がある。 ニュートリノに質量を加える1つのアプローチである所謂シーソー機構は、右巻きニュートリノを追加し、ディラック質量項を持つ左巻きニュートリノを対にするものである。右巻きのニュートリノはステライルニュートリノ、つまり重力以外の標準模型の基本相互作用のいずれにも関与しないニュートリノでなければならない。電荷を持たないことから右巻きニュートリノは自身の反粒子として振る舞い、マヨラナ質量項を持つことができる。標準模型における他のディラック質量と同様、ニュートリノのディラック質量はヒッグス機構を介して生成されることが期待されるため、予測できない。標準模型のフェルミ粒子が持つ質量は各々大きく異なっている。ニュートリノのディラック質量には少なくともこれと同程度の不確実性がある。その一方、右巻きニュートリノのマヨラナ質量はヒッグス機構から生じるものではないため、標準模型を超える新たな物理学のエネルギースケールに結び付けられることが期待される。したがって、右巻きニュートリノを含むあらゆる過程は低エネルギーでは抑えられるだろう。これらの抑えられた過程による補正は、左巻きニュートリノは右巻きマヨラナ質量に反比例する質量を与え、この機構はシーソー機構として知られている。重い右巻きニュートリノの存在により左巻きニュートリノの小さい質量と観測における右巻きニュートリノの不在の両方を説明することができる。しかし、ニュートリノのディラック質量の不確実性により右巻きニュートリノの質量がどのような値をとるのか予測することはできない。例えば、これらはkeV程度の軽さの暗黒物質である可能性もあれば、LHCのエネルギー範囲に質量を持つことにより観測可能なレプトン数の破れにつながる可能性もあり、もしくは右巻きニュートリノはGUTスケールに近いエネルギーを持ち、大統一理論の可能性に結び付けることができる可能性もある。 質量項は異なる世代のニュートリノを混合させる。この混合は、クォークにおけるCKM行列と類似するニュートリノにおけるPMNS行列によりパラメータ化される。ほとんどのクォーク混合角が非常に小さいのに比べ、ニュートリノの混合角は非常に大きいと考えられている。このことから混合パターンを説明できような様々な世代間の対称性についての様々な推論がなされた。実験的には調べられていないものの、混合行列にはCP不変性を破るいくつかの複雑なフェーズが含まれている可能性がある。このようなフェーズによって初期宇宙で反レプトンよりも多くのレプトンが生成されたことを説明することができる。このような過程はレプトン生成(leptogenesis)として知られる。これは後の段階で反バリオンより多くのバリオンに変換されるため、この非対称性によって宇宙における物質と反物質の非対称性を説明することができる。 初期宇宙における大規模構造の形成を考慮すると、質量の軽いニュートリノでは暗黒物質の観測結果を説明することができない。構造形成のシミュレーションによると、ニュートリノは暗黒物質の候補としては熱すぎ（運動エネルギーが質量に比べ大きい）であり、我々の宇宙の銀河に似た構造を形成するためには冷たい暗黒物質が必要であることが示されている。シミュレーションにおいて、ニュートリノでは解明されていない暗黒物質のうちせいぜい数パーセントしか説明できないことが示されている。しかし、重いステライル右巻きニュートリノは、WIMP(Weakly interacting massive particles)と呼ばれる暗黒物質の候補となりうる。
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ニュートリノ
出典:『Wiktionary』 (2021/08/07 00:24 UTC 版)
名詞
ニュートリノ
- 素粒子の内のレプトンのうち、電荷をもたないもの。記号νで表され、電子ニュートリノ (νe)、ミューニュートリノ (νμ)及びタウニュートリノ(ντ)よりなる。「中性微子」ともいうが、用いられることはまれ。
発音(?)
- にゅ↗ーと↘りの
翻訳
- アイスランド語: fiseind (is) 女性
- アストゥリアス語: neutrino (ast) 男性
- アフリカーンス語: neutrino (af)
- アラゴン語: neutrino (an) 男性
- アラビア語: نيترينو (ar) (nyutrinū) 男性
- アルメニア語: նեյտրինո (hy)
- イタリア語: neutrino (it) 男性
- イド語: neutrino (io)
- インターリングア: neutrino (ia)
- インドネシア語: neutrino (id)
- 英語:neutrino (en)
- エスペラント: neŭtrino (eo)
- オランダ語: neutrino (nl) 男性
- カタルーニャ語: neutrí (ca) 男性
- ガリシア語: neutrino (gl) 男性
- ギリシア語: νετρίνο (el) 中性
- クメール語: អព្យាកតាប្ប (km) (apyie kɑɑt appa’)
- シチリア語: neutrinu (scn) 男性
- スウェーデン語: neutrino (sv) 通性
- スペイン語: neutrino (es) 男性
- スロヴェニア語: nevtrino (sl) 男性
- スンダ語: neutrino (su) 男性
- サルデーニャ語: neutrinu (sc) 男性
- セルビア・クロアチア語:
- チェコ語: neutrino (cs) 中性
- 中国語: 中微子 (cmn) (zhōngwēizĭ)
- 朝鮮語: 중성미자 (ko)
- デンマーク語: neutrino (da) 通性
- ドイツ語: Neutrino (de) 中性
- トルコ語: nötrino (tr)
- 西フリジア語: neutrino (fy) 男性
- ノルウェー語: neutrino (no) 男性
- バスク語: neutrino (eu)
- ハンガリー語: neutrínó (hu)
- フィンランド語: neutriino (fi)
- フランス語: neutrino (fr) 男性
- ヘブライ語: נייטרינו (he)
- ポーランド語: neutrino (pl) 中性
- ポルトガル語: neutrino (pt) 男性
- マレー語: neutrino (ms) 男性
- ラテン語: neutrino (la) 男性
- ルーマニア語: neutrino (ro) 男性
- ロシア語: нейтрино (ru) 中性
「ニュートリノ」の例文・使い方・用例・文例
- 反ニュートリノは実験で検知するのが難しい。
- ニュートリノの反粒子
- 特定の種類の放射性崩壊の原因となるニュートリノまたは反中性微子を含んでいる素粒子間の相互作用
- 宇宙から飛来するニュートリノを観測し研究する天文学
- DUMAND計画という,海底でニュートリノを検出しようとする国際プロジェクト
- ニュートリノの存在は1930年に初めて理論化されたが，多くの科学者はニュートリノを検出することはほとんど不可能だと考えていた。
- 小柴氏とそのチームは岐阜県神(かみ)岡(おか)町にニュートリノ検出装置カミオカンデを建設した。
- 彼らは1987年，大マゼラン星雲での超新星爆発で放(ほう)出(しゅつ)されたニュートリノを検出することに成功した。
- ニュートリノ天文学を研究することで，宇宙のことをさらに知ることができるようになるだろう。
- 彼らは｢ニュートリノ振動｣と呼ばれる現象を発見した。
- それはニュートリノが質量を持つことを示している。
- ニュートリノは，2002年のノーベル物理学賞受賞者である小(こ)柴(しば)昌(まさ)俊(とし)氏によって初めて発見された。
ニュートリノと同じ種類の言葉
- ニュートリノのページへのリンク
