Итак, существование двух типов нейтрино означало бы, что нейтрино, участвующие в разных реакциях совместно с электроном (электронные нейтрино Нейтриноe), отличаются от нейтрино, участвующих в реакциях совместно с мюоном (мюонные нейтрино Нейтриноµ). В частности, нейтрино, испускаемые в процессе бета-распада (Нейтриноe), отличаются от нейтрино, испускаемых в распадах пиона (Нейтриноµ).
Но как можно показать, что эти частицы действительно отличаются друг от друга?
Если вы внимательно следили за принципом описанного выше опыта, в котором было сказано, что нейтрино и антинейтрино - разные частицы, то вы поймете, как можно решить проблему различия мюонных и электронных нейтрино.
Действительно, логические аргументы, позволяющие доказать отличие Нейтрино от Антинейтрино и Нейтриноe от Нейтриноµ, очень близки.
Из сказанного выше ясно, что мощные синхрофазотроны должны быть источниками мюонных нейтрино. Рассмотрим сейчас некоторые реакции, которые могут быть вызваны этими частицами, например,
Антинейтриноµ+p=n+µ+,
или
Антинейтриноµ+p=n+e+,
Если вы помните, процесс
Антинейтриноµ+p=n+e+,
был обнаружен при помощи электронных антинейтрино, испускаемых реактором. Отсюда ясно, что исследование приведенных выше реакций послужит однозначной проверкой гипотезы о различии Нейтриноe и Нейтриноµ. Первая реакция будет идти наверняка. Что же касается второй, то она будет наблюдаться, если Нейтриноe и Нейтриноµ - одно и то же, а если Нейтриноe и Нейтриноµ - разные частицы, реакция не произойдет. Иными словами, опыт должен выяснить вопрос о том, могут ли мюонные нейтрино от ускорителя вызывать реакцию с испусканием электронов.
Такой опыт был только что выполнен группой американских физиков, в том числе известными учеными Ледерманом, Шварцем и Штейнбергером, и находился в центре внимания Международной конференции по физике высоких энергий, проходившей в Женеве летом 1962 г. Результат опыта гласил: да, мюонные и электронные нейтрино - разные частицы.
Эксперимент происходил так. Пучок мюонных нейтрино с энергией порядка миллиарда электронвольт от синхрофазотрона, ускоряющего протоны до энергии 15 миллиардов электронвольт, фильтровался через 13-метровую толщу чугуна, поглощающую все другие частицы, кроме нейтрино. Нейтрино, конечно, проникает сквозь эту толщу так же беспрепятственно, как лучи солнца сквозь окошко. Эффекты, вызываемые нейтрино, регистрировались в так называемой искровой камере - приборе, который показывает треки проходящих через него электрически заряженных частиц в виде следов искр. Конечно, в искровой камере регистрировались не сами нейтрино: были зафиксированы заряженные продукты взаимодействия нейтрино с материалом камеры, которая служила "мишенью" для нейтрино. Камера весила 10 тонн, основным ее материалом был алюминий в виде пластин толщиной около 2 сантиметров.
Более 100 тысяч миллиардов мюонных нейтрино прошло через камеру, а зарегистрировано было только 51 взаимодействие. И при этих взаимодействиях образовывались не электроны, а мюоны.
Мы уже убедились раньше, что нейтрино (в частности, мюонное нейтрино) поляризовано и характеризуется определенным знаком "спиральности". Теперь, после этого эксперимента, можно утверждать, что "спиральность" - не единственный заряд мюонного нейтрино. У этой частицы, как и у мюона, есть еще одна внутренняя характеристика - "мюонный" заряд. На вопрос о том, какова природа этого заряда, пока нельзя ответить.
В настоящее время физики пытаются понять до конца, что означает существование двух нейтрино для теории слабого взаимодействия |
