電子ニュートリノ

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電子ニュートリノ
組成 素粒子
粒子統計 フェルミ粒子
グループ レプトン
世代 第一世代
相互作用 弱い相互作用
重力相互作用
反粒子 反電子ニュートリノ(ν 
e
)
理論化 ヴォルフガング・パウリ (1930)
発見 フレデリック・ライネスクライド・カワン (1956)
記号 ν 
e
質量 非ゼロだが、非常に小さい(ニュートリノ質量.)
平均寿命 2.197034(21)×10−6 s[1]
電荷 0
色荷 持たない
スピン 12
弱アイソスピン LH: ?, RH: ?
弱超電荷 LH: ?, RH: ?

電子ニュートリノ(electron neutrino)は、素粒子標準模型における第一世代のニュートリノである。レプトン三世代構造において、同じく第一世代の荷電レプトンである電子と対をなすため、電子ニュートリノと名付けられた。

ベータ崩壊の過程で運動量エネルギーが喪失するという現象から、1930年にヴォルフガング・パウリによって予測され、1956年にフレデリック・ライネスクライド・カワンによって最初に検出された[2]

予測[編集]

1900年代初め、理論によりベータ崩壊によって特定のエネルギーを持った電子が放出されると予測された。しかし1914年、ジェームズ・チャドウィックは連続したスペクトルを持つことを示した[2]

1930年、ヴォルフガング・パウリは未発見の粒子がエネルギー、運動量、角運動量を持ち去っているという理論を提案した[nb 1][3]

1930年12月4日、パウリはチューリヒのPhysical Institute of the Federal Institute of Technologyに宛てて有名な手紙を書き、その中でベータ崩壊における連続スペクトルの問題を解決するために電子ニュートリノの存在を提案した。この手紙の全文の翻訳はPhysics Today誌の1978年9月号で読むことができる[4]

発見[編集]

1970年11月13日に初めて観測されたニュートリノの飛跡。水素の泡箱の中で、ニュートリノは陽子と衝突している。衝突地点は写真の右側で3本の線が放射しているところである。

β崩壊のニュートリノを検出する装置は、1942年に王淦昌によって初めて考案された[5]。そして、電子ニュートリノは、1956年にフレデリック・ライネスとクライド・カワンによって初めて検出された[2][6]。この業績により、フレデリック・ライネスは1995年のノーベル物理学賞を受賞した。

命名[編集]

パウリは当初この粒子をニュートロン(neutron)と名づけた。しかしジェームズ・チャドウィックが1932年により重い核粒子を発見して中性子(neutron)と名付けると、2つの別の粒子が同じ名前で呼ばれることとなった。ベータ崩壊の理論を発展させたエンリコ・フェルミは1934年にニュートリノという新しい言葉を作り、この問題を解決した。この言葉はイタリア語でneutronと同じ意味である[7]

二つ目のニュートリノの存在が予測・発見されると、ニュートリノの種類を区別することが重要になった。現在では、パウリのニュートリノは電子ニュートリノと呼ばれ、二つ目のニュートリノはミューニュートリノと呼ばれている。しかし、歴史的な経緯から、単にニュートリノと言った場合には電子ニュートリノを指すことが多い。

脚注[編集]

  1. ^ ベータ崩壊のこの解釈に反対した人物にはニールス・ボーアがいる。彼はエネルギー、運動量、角運動量は量的に保存される必要はないとした。

出典[編集]

  1. ^ K. Nakamura et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 37, 075021 (2010), URL: http://pdg.lbl.gov
  2. ^ a b c “The Reines-Cowan Experiments: Detecting the Poltergeist”. Los Alamos Science 25: 3. (1997). http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?25-02.pdf 2010年2月10日閲覧。. 
  3. ^ K. Riesselmann (2007). “Logbook: Neutrino Invention”. Symmetry Magazine 4 (2). http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000450. 
  4. ^ L.M. Brown (1978). “The idea of the neutrino”. Physics Today 31 (9). doi:10.1063/1.2995181. 
  5. ^ K.-C. Wang (1942). “A Suggestion on the Detection of the Neutrino”. Physical Review 61 (1–2): 97. doi:10.1103/PhysRev.61.97. 
  6. ^ F. Reines, C.L. Cowan, Jr. (1956). “The Neutrino”. Nature 178: 446. doi:10.1038/178446a0. 
  7. ^ M.F. L'Annunziata (2007). Radioactivity. Elsevier. p. 100. ISBN 9780444527158. http://books.google.com/books?id=YpEiPPFlNAAC. 

参考文献[編集]