نيوترينو الإلكترون

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

نيوترينو الإلكترون ( νالنيوترينوالإلكتروني (e ) هوجسيم أوليذوشحنة كهربائيةودورانمغزليمقداره½يشكلمعالإلكترونالجيلمناللبتونات، ومن هنا جاء اسمنيوترينوالإلكترون. وقد افترضهفولفغانغ باوليعام 1930 لتفسيرالنقص في الزخموالطاقةفيتحللبيتا، واكتُشف عام 1956 على يد فريق بقيادةكلايد كوانوفريدريكراينز(انظرتجربة كوان-راينز للنيوترينو). [ 2 ]

عرض

في أوائل القرن العشرين، تنبأت النظريات بأن الإلكترونات الناتجة عن تحلل بيتا يجب أن تنبعث عند طاقة محددة. ومع ذلك، في عام 1914، أثبت جيمس تشادويك أن الإلكترونات تنبعث بدلاً من ذلك في طيف متصل. [ 2 ]

ن ٠→ ص ++ e −
الفهم المبكر لتحلل بيتا

في عام 1930، افترض فولفغانغ باولي أن جسيمًا غير مكتشف يحمل معه الفرق الملحوظ بين طاقة وزخم وعزم الدوران للجسيمات الأولية والنهائية. [ أ ] [ 3 ]

ن ٠→ ص ++ e −+ ν 0 e
نسخة باولي من اضمحلال بيتا

رسالة باولي

في الرابع من  ديسمبر عام 1930، كتب باولي رسالةً إلى المعهد الفيزيائي التابع للمعهد الفدرالي للتكنولوجيا في زيورخ ، اقترح فيها أن يكون "النيوترون" الإلكتروني [النيوترينو] حلاً محتملاً لمشكلة طيف اضمحلال بيتا المستمر. وفيما يلي مقتطف مترجم من رسالته: [ 2 ]

أيها السيدات والسادة المشعّون الأعزاء،

بصفتي حامل هذه السطور [...] سأشرح بمزيد من الدقة، بالنظر إلى الإحصائيات "الخاطئة" لنوى N-14 و Li-6 ، بالإضافة إلى طيف بيتا المستمر، فقد توصلتُ إلى حلٍّ يائسٍ لإنقاذ "نظرية التبادل" الإحصائية ونظرية الطاقة. وهو أن هناك احتمالًا لوجود جسيمات متعادلة كهربائيًا في النوى، والتي أود تسميتها بالنيوترونات، [ ب ] والتي لها لف مغزلي 1/2 وتخضع لمبدأ الاستبعاد ، وتختلف أيضًا عن كمات الضوء في أنها لا تتحرك بسرعة الضوء: يجب أن تكون كتلة النيوترون من نفس رتبة مقدار كتلة الإلكترون، وعلى أي حال، لا تتجاوز 0.01 من كتلة البروتون. ثم يصبح طيف بيتا المستمر مفهوماً من خلال افتراض أنه في تحلل بيتا ينبعث نيوترون مع الإلكترون، بطريقة تجعل مجموع طاقات النيوترون والإلكترون ثابتًا.  

[...]

لكنني لا أشعر بالأمان الكافي لنشر أي شيء عن هذه الفكرة، لذلك أتوجه إليكم أولاً بثقة، أيها المشعّون الأعزاء، بسؤال حول الوضع المتعلق بالإثبات التجريبي لمثل هذا النيوترون، إذا كان لديه ما يقارب 10  أضعاف قدرة اختراق أشعة غاما .

أعترف بأن حلّي قد يبدو ذا احتمال ضئيل مبدئيًا، لأن النيوترونات، إن وُجدت، لكانت رُصدت منذ زمن بعيد. مع ذلك، لا يربح إلا من يُغامر، ويمكن توضيح خطورة وضع طيف بيتا المستمر من خلال قول سلفي المُوقّر، السيد ديباي : [...] " من الأفضل ألا نفكر في ذلك إطلاقًا، كما هو الحال مع الضرائب الجديدة ." [...] لذا، أيها المشعّون الأعزاء، اختبروه وأصلحوه. [...]

مع أطيب التحيات لكم، وكذلك للسيد باك ،
خادمكم المخلص،
دبليو. باولي

يمكن الاطلاع على نسخة مترجمة من الرسالة الكاملة في عدد سبتمبر 1978 من مجلة Physics Today . [ 4 ]

اكتشاف

تم اكتشاف نيوترينو الإلكترون بواسطة كلايد كوان وفريدريك راينز في عام 1956. [ 2 ]

اسم

أطلق باولي في البداية على جسيمه الخفيف المقترح اسم النيوترون . وعندما اكتشف جيمس تشادويك جسيمًا نوويًا أضخم بكثير في عام 1932 وأطلق عليه أيضًا اسم النيوترون ، أصبح الجسيمان يحملان الاسم نفسه. ولحل هذا الالتباس، قدّم إنريكو فيرمي ، الذي وضع نظرية اضمحلال بيتا ، مصطلح النيوترينو في عام 1934 (وقد صاغه إدواردو أمالدي مازحًا خلال محادثة مع فيرمي في معهد الفيزياء في شارع بانيسبيرنا في روما، وذلك لتمييز هذا الجسيم الخفيف المتعادل عن نيوترون تشادويك). وكان هذا المصطلح تورية على كلمة "نيوترون" الإيطالية : فاللاحقة "-ون " في الإيطالية تُستخدم للزيادة ، لذا يمكن قراءة "نيوترون " بمعنى "الشيء المتعادل الكبير"؛ أما اللاحقة "-ينو" فتستبدل لاحقة الزيادة بلاحقة تصغير ("الشيء المتعادل الصغير"). [ 5 ]

بعد التنبؤ باكتشاف نيوترينو ثانٍ واكتشافه، أصبح من المهم التمييز بين أنواع النيوترينوات المختلفة. تم تحديد نيوترينو باولي على أنه نيوترينو الإلكترون ، بينما سُمي النيوترينو الثاني بنيوترينو الميون . أما النيوترينو الثالث والأخير، فقد تم اكتشافه في يوليو 2000 وسُمي بنيوترينو تاو .

مضاد النيوترينو الإلكتروني

للنيوترينو الإلكتروني جسيم مضاد مقابل ، وهو النيوترينو المضاد للإلكترون ( νهـ )، والذي يختلف فقط في أن بعض خصائصه لهانفس المقدار ولكن بإشارة معاكسة. أحد الأسئلة الرئيسية المفتوحة فيفيزياء الجسيماتهو ما إذا كانت النيوترينوات والنيوترينوات المضادة هي نفس الجسيم.إذا كان الأمر كذلك، فسيكونونفرميونات ماجورانا، بينما إذا لم يكن كذلك، فسيكونونفرميونات ديراك. يتم إنتاجها فيتحلل بيتاوأنواع أخرى منالتفاعلات الضعيفة.

ملحوظات

  1. ↑ كان نيلز بور معارضًا بشكل ملحوظ لهذا التفسير لتحلل بيتا وكان مستعدًا لقبول أن الطاقة والزخم والزخم الزاوي ليست كميات محفوظة.
  2. ↑ باولي تعني ما سُمّي لاحقًا "النيوترينو". انظر §  الاسم

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ج. بيرينجر (مجموعة بيانات الجسيمات)؛ وآخرون  (2025). "ملخص جسيمات PDGLive: 'خصائص النيوترينو'"( ملف PDF) . مجموعة بيانات الجسيمات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-04-2026 .
  2. 1 2 3 4 "تجارب راينز-كوان: الكشف عن الأرواح الشريرة" (ملف PDF) . مجلة لوس ألاموس للعلوم . 25 : 3. 1997. تاريخ الاسترجاع: 10 فبراير 2010 .
  3. ↑ ك. ريسلمان (2007). "سجل: اكتشاف النيوترينو" . مجلة التناظر . 4 (2). مؤرشف من الأصل بتاريخ 31-05-2009.
  4. ↑ براون، إل إم (1978). "فكرة النيوترينو". فيزياء اليوم . 31 (9): 23-28 . Bibcode : 1978PhT....31i..23B . doi : 10.1063/1.2995181 .
  5. ^ إم إف لانونزياتا (2007). النشاط الإشعاعي . إلسفير . ص. 100. ردمك  978-0-444-52715-8.

للمزيد من القراءة