न्यूट्रिनो

न्यूट्रिनो (/njuːˈtriːnoʊ/new-TREE-noh) एक फर्मियन(एक प्राथमिक कण जसको स्पिन 1/2 हुन्छ) हो जुन कमजोर अन्तर्क्रिया र गुरुत्वाकर्षण माध्यमबाट मात्र अन्तर्क्रिया गर्दछ। न्यूट्रिनो विद्युतीय रूपमा तटस्थ हुन्छ। यसको स्थीर पीण्ड यति सानो छ कि यसलाई लामो समयसम्म शून्य मानिन्थ्यो।  न्युट्रिनोको स्थीर पीण्ड अन्य ज्ञात प्राथमिक कणहरू (पीण्डरहित कणहरू बाहेक) भन्दा धेरै सानो छ। कमजोर बलको दायरा धेरै छोटो हुन्छ, न्युट्रिनोको धेरै सानो पीण्डको कारण गुरुत्वाकर्षण अन्तरक्रिया अत्यन्त कमजोर हुन्छ, र यिनिहरू विद्युत चुम्बकीय अन्तरक्रिया वा बलियो अन्तरक्रिया भाग लिँदैनन्। यसरी, न्युट्रिनोहरू सामान्यतया सामान्य पदार्थबाट निर्बाध परिसारित हुन्छन् र पत्ता लगाउन धेरै नै कठीन हुन्छ।

प्रकृतिमा ३ फरक किसिमा न्यूट्रिनोहरू पाइन्छन्। ती फरक किसिमका न्यूट‍्रिनोलाई न्युट्रिनोका फरक स्वाद भनेर पनि जनाइन्छ। कमजोर अन्तरक्रियाहरूले तलका तीनवटा लेप्टोनिक स्वादहरू मध्ये एकमा न्यूट्रिनोहरू सिर्जना गर्दछ:

 इलेक्ट्रोन न्यूट्रिनो 
 म्युअन न्यूट्रिनो
 टाउ न्यूट्रिनो 

यहाँ इलेक्ट्रोन, म्युअन र टाउ तीन फरक स्वादहरू हुन्।

न्यूट्रिनोका प्रत्येक स्वाद, समान नाम भएका चार्ज भएका लेप्टनसँग सम्बन्धित छन्।   न्युट्रिनोलाई लामो समयसम्म पीण्डबिहिन मानिएको भएपनि अहिले यो थाहा छ कि हरेकका आफ्नै तीनवटा छुट्टै न्युट्रिनो पिण्डहरू छन् (जसमध्ये सबैभन्दा सानो पनि शून्य  हुन सक्छ)। तर तीनवटा पिण्डहरू तीनवटा स्वादहरूसँग मेल खाँदैनन्। एक स्वादको  न्यूट्रिनो सबै तीन पीण्डमान अवस्था  को एक विशिष्ट मिश्रण(क्वान्टम सुपरपोजिसन ) हो। केही अन्य तटस्थ कणहरू जस्तै, न्युट्रिनोहरू फलस्वरूप चालमा विभिन्न स्वादहरू बीच ओसिलिट हुन्छन् । उदाहरणका लागि, बिटा क्षय प्रतिक्रिया मा उत्पादित एक इलेक्ट्रोन न्यूट्रिनो, एक म्यूअन न्यूट्रिनो  वा टाऊ न्यूट्रिनो को रूप मा एक टाढा राखिएको डिटेक्टरमा अन्तरक्रिया गर्न सक्छन्।   तीनवटा पीण्डका मानहरू विसं २०८२ सालसम्म अझै थाहा छैन, तर प्रयोगशाला प्रयोगहरू र ब्रह्माण्डीय अवलोकनहरूले तिनीहरूको वर्गहरूको भिन्नताहरू निर्धारण गरेको छ। तिनीहरूको योगफलको अधिकतम मान   ( ) भएको तथ्य पनि हामीलाई थाहा छ,   र इलेक्ट्रोन न्यूट्रिनोको अधिकतम पीण्डमान पनि यिनै प्रयोगहरूबाट निर्धारण गरिएको छ। 

प्रत्येक न्युट्रिनोको लागि एक सम्बन्धित एन्टिपार्टिकल पनि हुन्छ,  जसलाई एन्टिन्यूट्रिनो भनिन्छ।  यसमा स्पिन पनि हुन्छ तर विद्युतीय  चार्ज हुँदैन। एन्टिन्यूट्रिनोलाई विपरित-ध्रुबीय लेप्टन नम्बर र कमजोर आइसोस्पिन, र बायाँ-हातको काइरालिटिको सट्टा दायाँ-हातले न्युट्रिनोहरूबाट अलग गरिन्छ। कुल लेप्टन संख्या (आणविक बिटा क्षयमा) को संरक्षण गर्न, इलेक्ट्रोन न्यूट्रिनो पोजिट्रोन (एन्टि-इलेक्ट्रोन) वा इलेक्ट्रोन-एन्टिन्यूट्रिनोसँग मात्र देखा पर्दछ, जबकि इलेक्ट्रोन एन्टिन्यूट्रिनो इलेक्ट्रोन वा इलेक्ट्रोन न्यूट्रिनोसँग मात्र देखा पर्दछ।   

न्यूट्रिनो विभिन्न  रेडियोधर्मी क्षयहरूद्वारा बन्दछन्; निम्न अपूर्ण सूचीमा, केही प्रक्रियाहरू समावेश छन्:

 परमाणु नाभिक वा हेड्रोनको बिटा क्षय
 प्राकृतिक आणविक प्रतिक्रियाहरू जस्तै कि ताराको भित्री क्षेत्रमा हुने प्रक्रियाहरू
 आणविक रिएक्टर, आणविक बम, वा कण गतिवर्धकहरूमा कृत्रिम आणविक प्रतिक्रियाहरू
 एक सुपरनोभा को समयमा
 न्यूट्रोन ताराको स्पिन-घटिरहेको समयमा
 जब ब्रह्माण्डीय किरणहरू वा द्रुत कण बीमहरूले परमाणुहरू प्रहार गर्दछन्

पृथ्वीको वरिपरि पत्ता लगाइने अधिकांश न्यूट्रिनोहरू सूर्य भित्रको आणविक प्रतिक्रियाबाट निर्मित हुन्छन्। पृथ्वीको सतहमा,  लगभग ६५ अरब (  ) सौर न्यूट्रिनो, प्रति सेकेन्ड प्रति वर्ग सेन्टिमिटर पाइन्छ।    न्युट्रिनो पृथ्वीको भित्री भागको टोमोग्राफीको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।  

 इतिहास 

 पाउलीको प्रस्ताव 
न्यूट्रिनो  पहिलो पटक सन् १९३० मा वुल्फग्याङ्ग पाउलीले बिटा क्षयले कसरी ऊर्जा, गति, र कोणीय गति ( स्पिन ) को संरक्षण गर्न सक्छ भनेर व्याख्या गरेका थियो। यसको विपरित, नील्स बोहर, जसले बीटा क्षयमा अवलोकन गरिएको निरन्तर ऊर्जा स्पेक्ट्राको व्याख्या गर्न संरक्षण कानूनको सांख्यिकीय संस्करण प्रस्तावित गरे, पाउलीले पत्ता नलागेको कणको परिकल्पना गरे जसलाई उनले "न्यूट्रोन" भनिन्छ, दुवैको नामकरणको लागि प्रयोग गरिएको समान -ओन अन्त्य प्रयोग गरे: प्रोटोन र इलेक्ट्रोन । उनले बिटा क्षयको प्रक्रियामा इलेक्ट्रोन वा बिटा कणसँगै न्यूक्लियसबाट नयाँ कण उत्सर्जित भएको र इलेक्ट्रोन जस्तै द्रव्यमान भएको प्रस्ताव गरे। 

जेम्स च्याड्विकले १९३२ मा धेरै ठूलो तटस्थ आणविक कण पत्ता लगाए र यसलाई पनि न्यूट्रोन पनि नाम दिए, जसले गर्दा दुई भिन्न कणहरूको एउटै नाम हुन गयो। "न्यूट्रिनो" शब्द अनरिको फर्मी  ले १९३२ जुलाईमा भएको पेरिस सम्मेलनमा र १९३३ मा भएकको सोलभे सम्मेलनमा प्रयोग गरेका थिए, फलस्वरूप यो शब्दले वैज्ञानिक शब्दावलीमा प्रवेश गर्‍यो, । यो नाम (इटाली भाषामा "सानो चार्जबिहिन") इडोर्डो अमालदीले रोमको इन्स्टिच्युट अफ फिजिक्स अफ भाय, पानिस्पर्नामा फर्मीसँग कुराकानीको क्रममा, आफुले पत्ता लागएको गह्रुङगो न्यूट‍्रोनसँग भिन्न बनाउन, ठट्टामा प्रयोग गरेका थिए। 

फर्मीको बिटा क्षयको सिद्धान्तमा, चाडविकको ठूलो तटस्थ कण प्रोटोन, इलेक्ट्रोन र सानो तटस्थ कण (अहिले इलेक्ट्रोन एन्टिन्यूट्रिनो भनिने) मा क्षय हुन सक्छ।

१९३४ मा लिखित फर्मीको शोधले   पाउलीको न्युट्रिनोलाई पाउल डिराकको पोजिट्रोन र वर्नर हाइजेनबर्गको न्युट्रोन–प्रोटोन मोडेलसँग एकीकृत गर्‍यो र भविष्यको प्रयोगात्मक कार्यको लागि ठोस सैद्धान्तिक आधार तयार गर्‍यो। 

सन् १९३४ सम्म, बीटा क्षयको लागि ऊर्जा संरक्षण अमान्य छ भन्ने बोहरको विचारको विरूद्धमा प्रयोगात्मक प्रमाणहरू थिए: त्यस वर्षको सोल्भे सम्मेलनमा, बीटा कणहरू (इलेक्ट्रोनहरू) को ऊर्जा स्पेक्ट्राको मापन प्रस्तुत गरिएको थियो, त्यसले प्रत्येक प्रकारको बीटा क्षयबाट इलेक्ट्रोनहरूको ऊर्जामा स्पष्ट सीमा भएको देखायो। यदि ऊर्जाको संरक्षण अमान्य छ भने यस्तो सीमा संभव छैन, जसमा ऊर्जाको कुनै पनि मात्रा कम्तिमा केही क्षयहरूमा सांख्यिकीय रूपमा उपलब्ध हुनेछ। सन् १९३४ मा पहिलो पटक मापन गरिएको बीटा क्षय स्पेक्ट्रमको प्राकृतिक व्याख्या यो थियो कि ऊर्जाको सीमित (र संरक्षित) मात्रा मात्र उपलब्ध थियो, र नयाँ कणले कहिलेकाहीँ यो सीमित ऊर्जाको भिन्न अंश लिइरहेको थियो, बाँकी बिटा कणको लागि छोडेर। । पाउलीले यस अवसरलाई सार्वजनिक रूपमा जोड दिन प्रयोग गरे कि अझै पत्ता नलागेको "न्यूट्रिनो" वास्तविक कण हुनुपर्छ। न्यूट्रिनोको वास्तविकताको पहिलो प्रमाण सन् १९३८ मा इलेक्ट्रोनको क्लाउड-चेम्बर मापन र न्यूक्लियसको परावर्तन मार्फत आयो। 
 सन्दर्भ सामग्रीहरू