Nötrinolar

Nötrinolar


Chadwick 1914'te radyoaktif bir çekirdeğin beta bozumunda salınan elektronun (alfa parçacığı ya da gamma ışını gibi) belirli bir kinetik enerjiyle çıkmadığını, tersine sıfırdan ana çekirdeğe özgü bir en yüksek değere kadar uzanan sürekli bir enerjiler spektrumu ile salındığını gözlemişti bu çok şaşırtıcıydı;çünkü elektron enerjisinin, bozunan çekirdek ile ürün çekirdeğin enerjileri arasındaki farka eşit olması ve her özel radyoaktif element için sabit bir değer alması bekleniyordu bu enerjinin, elektron ile saptanamayan bir gamma ışını arasında paylaşılmış olabileceği olasılık içindeydi eğer bu böyleyse, salınan toplam enerji, beta elektronlarının en yüksek enerjisine eşit olmalıdır; çünkü bu en yüksek enerji, gamma ışının ihmal edilebilir bir enerji kazandığı beta bozunumu
süreçlerindeki elektronun sahip olduğu enerjidir bununla birlikte, 1927'de CDEllis ve WAWooster beta-radyoaktif radyum E (Bi) çekirdeği örneğinde ortaya çıkan toplam ısı enerjisini ölçtüler ve çekirdek başına salınan enerjinin, beta elektronlarının gözlenen en
yüksek enerjisine eşit olmadığını, fakat bunun yerine onların ortalama enerjisine eşit olduğunu buldular bu sonucun 1930'da LMeitner ve WOrthmann tarafından doğrulanmasından sonra, ortada bir sıkıntının olduğu iyice açıklık kazandı koca Niels Bohr, beta-radyoaktivitesi sürecinin, enerjinin korunumuna uyup uymadığı konusunda kuşkuya düşmüştü doğru çözüm, köklü olmaktan uzaktı Wolfgang Pauli (1900-1958)arkadaşlarına1930'da yazdığı mektuplarda şunu öneriyordu:


Beta zunumunda elektronun yanında bir başka parçacık da salınır ve elektron çıkan enerjiyi onunla bölüşür; bu parçacık (elektrikçe yüksüz olmakla birlikte) bir gamma ışını olmayıp öylesine nüfuz edicidir ki Ellis-Wooster deneyi gibi deneylerde enerjisi ısıya dönüşmez 1932'de nötronun keşfinden sonra, Pauli'nin varsayımsal parçacığı, nötrino,
yani "küçük nötr parçacık" olarak anılır hale geldi Nötrino, Fermi'nin 1933 tarihli beta-radyoaktivitesi kuramına dahil edildi; bu kuramda temel süreç şuydu: bir çekirdeğin içinde (ya da dışında) bir nötron kendiliğinden bir proton, bir elektron ve bir
nötrinoya dönüşür Fermi kuamının öngördüğü elektron enerjileri dağılımı ile deneysel olarak gözlenen dağılımın karşılaştırılması, nötrino kütlesinin çok küçük (elektron kütlesinden aşırı derecede küçük) olması gerektiği sonucuna götürdü bizi bugün nötrino
kütlesinin, (10 üssü -4) elektron kütlesinden daha büyük olmadığı biliniyor (bu sınır değerin yarısı kdarlık bir kütleye sahip olabileceğine dair belirtiler var ayrıca bugün nötrinoların en az üç farklı türde ortaya çıktıklarına inanılıyor; bunların bazıları bundan
daha ağır olabilir) Ayrıca Fermi kuramı, nötrinoların madde içinde soğurulma tesir

kesitini hesaplamayı da mümkün kıldı temel etkileşimin çok zayıf olması nedeniyle, tesir kesiti öylesine küçük çıkar ki,beta- radyoaktivitesinden salınan nötrinoların tipik enerjisine sahip bir nötrino, ışık yılları kalınlığındaki kurşunu soğurulmadan geçebilir
nötrinoları saptamak aşırı derecede zordur; fakat nükleer reaktörlerde (çekirdek parçalanmasında nötronlarca-zengin ürünlerin beta bozunumu aracılığıyla) aşırı derecede çok sayıda salınırlar gerçekten de en sonunda 1955'te Savannah River reaktöründe Clyde L Cowan Jr ve Frederick Reines tarafından gözlemlenmişlerdir

bu günlerde, büyük hızlandırıcılarda üretilen parçacıkların bozunumlarından muazzam
sayıda nötrino elde edilmektedir ve nötrino etkileşimleri, hem kuramsal hem de deneysel olarak yaygın biçimde çalışılmaktadır nötrinolar evrenimizin en yaygın sahipleridir; kozmik nötrinolar asla gözlenememiş olsalar da, büyük patlamadan artakalan fotonlar kadar çok olduklarına ve proton ve nötronlardan (10 üssü 9 - 10 üssü 10) kez daha fazla olduklrına inanılmaktadır bununla birlikte, sıradan
maddenin atomlarıyla öylesine aşırı derecede zayıf etkileşirler ki, yakalanıp onların içinde tutulmaları söz konusu olamaz