นิวทริโน

| --- | --- |
การใช้ห้องฟองไฮโดรเจน (อังกฤษ: hydrogen bubble chamber) ตรวจจับนิวทริโนเป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 1970 ที่ห้องทดลองแห่งชาติที่ Argonne นิวทริโนเข้าชนโปรตอนในอะตอมของไฮโดรเจน การปะทะกันเกิดขึ้นที่จุดที่เห็นได้เป็นสามรอยกระจายออกมาทางด้านขวาของภาพ
ส่วนประกอบ: อนุภาคมูลฐาน
สถิติ (อนุภาค): เฟอร์มิออน
ชั่วรุ่น: ที่ 1, ที่ 2 และ ที่ 3
อันตรกิริยาพื้นฐาน: อันตรกิริยาอย่างอ่อน และ แรงโน้มถ่วง
สัญลักษณ์: Ve, Vμ, VT, Ve, Vμ, VT
ปฏิยานุภาค: ปฏินิวทริโนมีความเป็นไปได้ที่จะเหมือนนิวทริโน (ดู Majorana fermion).
ทฤษฎีโดย: Ve (Electron neutrino): Wolfgang Pauli (1930) Vμ (Muon neutrino): ปลายปี 1940s VT (Tau neutrino): กลางปี 1970s
ค้นพบโดย: Ve: Clyde Cowan, Frederick Reines (1956) Vμ: Leon Lederman, Melvin Schwartz และ Jack Steinberger (1962) VT: DONUT collaboration (2000)
จำนวนชนิด: 3 ชนิด – อิเล็กตรอนนิวทริโน, มิวออนนิวทริโน และเทานิวทริโน
มวล: น้อย, แต่ไม่เป็นศูนย์
ประจุไฟฟ้า: 0 e
สปิน: 1/2
Weak hypercharge: −1
B − L: −1
X: −3
นิวทริโน (อังกฤษ: Neutrino, ใช้สัญลักษณ์  \nu ) เป็นอนุภาคเฟอร์มิออน (อนุภาคมูลฐานที่มีเลขสปิน  1 /2) ที่มีอันตรกิริยาผ่านอันตรกิริยาอย่างอ่อนและแรงโน้มถ่วงเท่านั้น ชื่อของนิวทริโนนั้นมาจากความเป็นกลางทางไฟฟ้าและมีมวลน้อยมากซึ่งเคยถูกเชื่ออยู่นานว่ามีมวลเป็นศูนย์ ถ้าไม่รวมอนุภาคไม่มีมวล นิวทริโนถือว่ามีมวลนิ่งน้อยมากเมื่อเทียบกับอนุภาคมูลฐานชนิดอื่น
เนื่องจากอันตรกิริยาอย่างอ่อนนั้นมีระยะที่ส่งผลของแรงสั้นมากและความโน้มถ่วงก็มีค่าที่น้อยมากเนื่องจากมวลที่เล็กน้อยของนิวทริโน อีกทั้งนิวทริโนยังไม่สามารถสัมผัสได้ถึงอันตรกิริยาอย่างเข้ม ดังนั้นนิวทริโนจึงเคลื่อนที่ทะลุผ่านสสารทุกชนิดโดยที่ไม่สามารถถูกตรวจจับได้
นิวทริโนทั้งสามเฟลเวอร์ถูกสร้างขึ้นมาจากอันตรกิริยาอย่างอ่อน ประกอบด้วย นิวทริโนอิเล็กตรอน ( \nu _{e}) นิวทริโนมิวออน ( \nu _{\mu }) และนิวทริโนเทา ( \nu _{\tau }) แต่ละเฟลเวอร์จะมีค่าประจุเลปตอนเฉพาะของตัวเอง ถึงแม้ว่านิวทริโนจะถูกเชื่ออย่างนมนานว่าเป็นอนุภาคไม่มีมวล แต่ในปัจจุบันทราบแล้วว่าทั้งสามเฟลเวอร์มีมวลที่แตกต่างกัน (นิวทริโนชนิดที่มีมวลน้อยที่สุดสามารถมีค่าเป็นศูนย์ได้ ) แต่ว่าค่ามวลทั้งสามไม่ได้สอดคล้องแบบเจาะจงกับทั้งสามเฟลเวอร์ กล่าวคือสถานะเฟลเวอร์หนึ่งของนิวทริโนที่ถูกสร้างจากอันตรกิริยาแบบอ่อนเป็นการผสมรวมกันของสถานะมวลของนิวทริโนทั้งสามชนิด (การซ้อนทับเชิงควอนตัม) นิวทริโนสามารถกวัดแกว่ง (Oscillate) ไปมาระหว่างเฟลเวอร์ได้เมื่อมีการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น นิวทริโนอิเล็กตรอนที่ถูกสร้างจากการสลายให้อนุภาคบีตาเมื่อเคลื่อนที่มายังเครื่องตรวจจับ ตัวเครื่องอาจจะจับได้เป็นนิวทริโนมิวออนหรือนิวทริโนเทาก็ได้ ในปัจจุบันถึงปี ค.ศ.2022 ยังไม่มีการทราบค่ามวลทั้งสามของนิวทริโน แต่การทดลองในห้องปฏิบัติการณ์และการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ได้ให้คำตอบของค่ามวลสูงสุดที่เป็นไปได้ของนิวทริโนอิเล็กตรอน และผลรวมของมวลทั้งสามเฟลเวอร์ (< 2.14×10-37 กิโลกรัม)
แต่ละเฟลเวอร์ของนิวทริโนจะมีปฏิอนุภาคของตัวเอง เรียกว่าปฏินิวทริโน (Antineutrino) ซึ่งมีค่าสปิน  1 /2 และไม่มีประจุไฟฟ้า ปฏินิวทริโนแตกต่างจากนิวทริโนตรงที่มีเครื่องหมายของตัวเลขเลปตอนและ Weak isospin ตรงข้ามกัน และมีไคแรลลิตี (Chirality) ถนัดขวา เพื่อที่จะอนุรักษ์ตัวเลขเลปตอนรวม (ในการสลายตัวให้อนุภาคบีตา) นิวทริโนอิเล็กตรอนจะต้องมีโพซิตรอนหรือปฏิอนุภาคของนิวทริโนอิเล็กตรอนเกิดขึ้นมาพร้อมกัน ในทางตรงกันข้ามปฏินิวทริโนอิเล็กตรอนจะเกิดขึ้นมาพร้อมกับอิเล็กตรอนหรือนิวทริโนอิเล็กตรอนเท่านั้น
นิวทริโนสามารถถูกสร้างขึ้นมาได้จากหลายกระบวนการการสลายตัว รายการต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของการสร้างนิวทริโน
การสลายให้อนุภาคบีตาของนิวเคลียสหรือแฮดรอน
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในธรรมชาติ เช่น ปฏิกิริยาที่ใจกลางดาวฤกษ์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ประดิษฐ์ในเตาปฏิกรณ์ ระเบิดปรมาณู หรือเครื่องเร่งอนุภาค
ในช่วงการเกิดมหานวดารา (Supernova)
ในช่วงที่ดาวนิวตรอนหมุนช้าลง
รังสีคอสมิกหรืออนุภาคที่ถูกเร่งชนเข้ากับอะตอม
นิวทริโนที่ถูกตรวจจับได้บนโลกส่วนใหญ่มาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ ใน 1 วินาทีจะมีนิวทริโนสุริยะจำนวน 65 พันล้านตัว (6.5×1010) ตกกระทบพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร นิวทริโนสามารถถูกใช้ในการกราดภาพตัดขวางเพื่อสำรวจภายในของโลกได้