super-kamiokande
Super-Kamiokande detektor neutrin

1. Neutrino – przypomnienie kilku istotnych dla niniejszej prezentacji informacji.

1.1 Co to jest Neutrino?
Neutrino to określenie jednej z podstawowych cząsteczek dotychczas poznanych przez fizykę i uporządkowanych w tzw. „Model Standardowy (MS)”. Model, inaczej usystematyzowanie, w którym z jednej strony grupuje się cząstki „realnej materii” zgodnie z ich „pomierzonymi” różnicującymi je wartościami/parametrami i nazwa je fermionami, a z drugiej strony „nośniki” oddziaływań takich jak siły międzycząsteczkowe, elektromagnetyzm, grawitacja nazwane bozonami.

Jedną z cech neutrin jest „umiejętność zmiany” podczas przemierzania czasoprzestrzeni jednej z przyporządkowanych cząsteczkom w MS cech nazwanej „zapachem” – tzw. neutrino elektronowe, mionowe, taonowe. Ta umiejętność przemiany nazwana została: „oscylacje neutrin”, gdzie słowo oscylacje ma podkreślać, iż zmiany „zapachu” następują cyklicznie w tracie przebywanej drogi, czyli w tym samym strumieniu neutrin, podczas pomiarów dokonywanych w czasie i przestrzeni, będą dominowały raz neutrina elektronowe, drugim razem mionowe, a innym taonowe, gdzie kolejne przemiany dominacji będą kontynuowane.

Na grafice poniżej (model standardowy) widać, że mając parametry masy i ładunku możemy uporządkować fermiony, czyli te cząsteczki, które są podstawowymi (wg. modelu) elementami rzeczywistości. Bozony od fermionów odróżnia generalnie cecha tzw. „spin”, który dla bozonów jest wartością całkowitą, a dla fermionów ułamkową.
Dla przypomnienia atom „składa się” z elektronów (leptonów) i jądra atomowego w skład którego wchodzą protony (dwa kwarki górne i jeden dolny) i neutrony (jeden kwark górny i dwa dolne). Po zsumowaniu wartości ładunków, „rozumiemy” dzięki MS dlaczego proton jako całość ma ładunek dodatni, a neutron obojętny (zerowy).

1.2. Skąd biorą się neutrina?
Neutrina powstają głównie w wyniku różnych przekształceń jąder atomów zachodzących np. w gwiazdach (Słońcu), wnętrzu Ziemi, atmosferze ziemskiej, reaktorach atomowych. Takim „ładnym” przykładem jest tzw. rozpad beta izotopu wodoru zwanego Trytem, w którego jądrze składającym się z dwóch neutronów i jednego protonu, jeden z neutronów „postanawia” zostać protonem (taki atomowy dżender :) i by było to możliwe emitowane jest neutrino elektronowe oraz elektron. W wyniku tego procesu jądro atomu ma teraz dwa protony i jeden neutron, przez co zamienia się w izotop Helu, staje się innym pierwiastkiem – piękne, prawda ? 😉
Przy okazji „zapach” można skojarzyć z „czym czuć neutrino”, czyli w procesie „powstawania” jakiej cząsteczki dane neutrino zostało „wygenerowane”: elektronu (elektronowe) jak w poniższym rozpadzie beta, czy przy powstaniu mionu (mionowe), czy taonu (taonowe).

1.3. Jak dużym zjawiskiem jest Neutrino?
Przyjmuje się, że neutrina wypełniają relatywnie „szczelnie” całą przestrzeń w której żyjemy (wizualizacja poniżej). Neutrino niezwykle rzadko „koliduje” z innymi cząsteczkami i przez to nie wywołuje np. jonizacji, rozbijania molekuł DNA, czyli samo z siebie nie wyrządza szkód biologicznych.

1.3. Podsumowanie istotnych dla prezentacji cech neutrin.
– Neutrina są FERMIONAMI w rozumieniu MS (modelu standardowego) i tego konsekwencjach 😉
– Neutrina „lubią się przebierać” w jedną ze swoich trzech „postaci” czyli ZMIENIAJĄ tzw. „ZAPACH” w rozumieniu MS – elektronowe, mionowe, taonowe.