Neutrino de elétron - Electron neutrino

Neutrino de elétron
Composição Partícula elementar
Estatisticas Fermiônico
Família Lepton
Geração Primeiro
Interações Fraco , Gravidade
Símbolo
ν
e
Antipartícula Antineutrino eletrônico (
ν
e)
Teorizado Wolfgang Pauli (1930)
Descoberto Clyde Cowan , Frederick Reines (1956)
Massa Pequeno, mas diferente de zero. Veja massa de neutrino .
Carga elétrica 0 e
Carga de cor Não
Rodar 1/2
Isospin fraco 1/2
Hipercarga fraca -1
Quiralidade canhoto (para neutrinos destros, ver neutrino estéril )

O neutrino do elétron (
ν
e) é uma partícula elementar com carga elétrica zero e spin de ½. Junto com o elétron , ele forma a primeira geração de léptons, daí o nome de neutrino do elétron . Foi levantada pela primeira vez por Wolfgang Pauli em 1930, para explicar a falta de momentum e falta de energia no decaimento beta , e foi descoberta em 1956 por uma equipe liderada por Clyde Cowan e Frederick Reines (ver experimento de neutrino de Cowan-Reines ).

Proposta

No início dos anos 1900, as teorias previam que os elétrons resultantes do decaimento beta deveriam ter sido emitidos com uma energia específica. No entanto, em 1914, James Chadwick mostrou que os elétrons eram emitidos em um espectro contínuo.


n0
 →
p+
 +
e-
A compreensão inicial do decaimento beta

Em 1930, Wolfgang Pauli teorizou que uma partícula não detectada estava carregando a diferença observada entre a energia , o momento e o momento angular das partículas inicial e final.


n0
 →
p+
 +
e-
 +
ν0
e
A versão do decaimento beta de Pauli

Carta de Pauli

Em 4 de Dezembro de 1930, Pauli escreveu uma carta ao Instituto de Física da Instituto Federal de Tecnologia , Zurique , em que propôs o elétron "de nêutrons" [neutrino] como uma solução potencial para resolver o problema do espectro de decaimento beta contínuo. Um trecho traduzido de sua carta diz:

Caras senhoras e senhores radioativos,

Como o portador dessas linhas [...] explicará mais exatamente, considerando as estatísticas "falsas" dos núcleos N-14 e Li-6 , bem como o espectro β contínuo , encontrei um remédio desesperado para salvar o "teorema da troca" da estatística e o teorema da energia. Ou seja, [há] a possibilidade de que possam existir nos núcleos partículas eletricamente neutras que desejo chamar de nêutrons, que têm spin 1/2e obedecem ao princípio de exclusão e, adicionalmente, diferem dos quanta de luz por não viajarem com a velocidade da luz: A massa do nêutron deve ser da mesma ordem de magnitude que a massa do elétron e, em qualquer caso, não maior que 0,01 massa de próton. O espectro β contínuo se tornaria então compreensível pela suposição de que no decaimento β um nêutron é emitido junto com o elétron, de tal forma que a soma das energias do nêutron e do elétron é constante.

[...]

Mas não me sinto seguro o suficiente para publicar nada sobre essa ideia, então eu primeiro dirijo-me com confiança a vocês, queridos radioativos, com uma pergunta sobre a situação relativa à prova experimental de tal nêutron, se ele tem algo em torno de 10 vezes o capacidade de penetração de um raio γ .

Admito que meu remédio pode parecer ter uma pequena probabilidade a priori porque nêutrons, se existissem, provavelmente teriam sido vistos há muito tempo. No entanto, apenas aqueles que apostam podem ganhar, e a seriedade da situação do espectro β contínuo pode ser esclarecida pela frase do meu honrado predecessor no cargo, Sr. Debye , [...] " É melhor não pense nisso, como os novos impostos . " [...] Então, queridos radioativos, testem e colocem certo. [...]

Com muitos cumprimentos a você, também ao Sr. Back ,
Seu servo dedicado,
W. Pauli

Uma reimpressão traduzida da carta completa pode ser encontrada na edição de setembro de 1978 da Physics Today .

Descoberta

Artigo principal: Experiência de neutrino de Cowan-Reines

O neutrino do elétron foi descoberto por Clyde Cowan e Frederick Reines em 1956.

Nome

Pauli originalmente chamou sua partícula de luz proposta de nêutron . Quando James Chadwick descobriu uma partícula nuclear muito mais massiva em 1932 e também a chamou de nêutron , isso deixou as duas partículas com o mesmo nome. Enrico Fermi , que desenvolveu a teoria do decaimento beta , introduziu o termo neutrino em 1934 (foi cunhado de brincadeira por Edoardo Amaldi durante uma conversa com Fermi no Instituto de Física de Via Panisperna em Roma, a fim de distinguir esta partícula neutra de luz de Nêutron de Chadwick) para resolver a confusão. Era um trocadilho com nêutron , o equivalente italiano do nêutron : a desinência- um pode ser um aumentativo em italiano, então o neutrone pode ser lido como a "grande coisa neutra"; -ino substitui o sufixo aumentativo por um diminutivo .

Após a previsão e descoberta de um segundo neutrino, tornou-se importante distinguir entre os diferentes tipos de neutrinos. O neutrino de Pauli agora é identificado como o neutrino do elétron , enquanto o segundo neutrino é identificado como o neutrino do múon .

Antineutrino eletrônico

O neutrino do elétron tem uma antipartícula correspondente , o antineutrino do elétron (
ν
e), que difere apenas porque algumas de suas propriedades têm magnitude igual, mas sinal oposto . Uma questão em aberto da física de partículas é se neutrinos e anti-neutrinos são ou não a mesma partícula, caso em que seria um férmion de Majorana , ou se eles são partículas diferentes, caso em que seriam férmions de Dirac . Eles são produzidos em decadência beta e outros tipos de interações fracas .

Notas

Veja também

Referências

Leitura adicional