6878602163

zówką, że na trasie od centrum Słońca do detektora część ich przemieniła się w neutrina innej generacji (czy też, jak tu mówią fizycy, zmieniła „zapach"). Otóż taki właśnie obraz ukazywały wyniki uzyskane w Sudbury.

Rezultaty tych obserwacji opublikowane zostały w „Physical Review Let-ters" z 1 lipca 2002 r. Dotyczyły one badań prowadzonych w latach 1999— —2001. Stwierdzono, że strumień neutrin elektronowych stanowi tylko 50% strumienia neutrin nieelektronowych. A skoro tych drugich Słońce nie produkuje, wniosek stąd jednoznaczny, że na drodze do detektora dwie trzecie neutrin elektronowych przeobraziło się w mionowe i taonowe.

A zatem wszystko już się zgadza! Z danych na rys. 5 wynika, że stwierdzano średnio około 50-procentowy deficyt. Detektor z Sudbury te brakujące 50% obecnie odnajduje — tylko pod przeobrażoną postacią neutrin nieelektronowych. Żadnego problemu deficytu neutrin więc nie ma, wszystko wyjaśnia zjawisko oscylacji¹.

I jeszcze drugi, równie ważki wynik tych badań. Przemiana jądrowa (7) dotyczy neutrin wszystkich trzech generacji. Tak więc strumień cząstek uzyskany na drodze tej reakcji wskazuje na łączną, całkowitą ich liczbę. Biorąc pod uwagę prawdopodobieństwo zajścia tej przemiany, na strumień neutrin przy Ziemi otrzymano (5,09 ± 0,4) x 10² cm ² s~³. Ze spojrzenia na tab. 2 (przemiana boru 8) wynika, iż następuje tu pełna zgodność z danymi teoretycznymi.

Zgodność ta niewątpliwie cieszy. Dzisiaj nikt już chyba nie wątpi w to, że źródłem energii Słońca są zachodzące tam przemiany jądrowe. Ale wiedza ta opierała się na danych teoretycznych, żadne nośniki informacji z wnętrza Słońca do nas nie docierały. Życiodajne promieniowanie słoneczne przekazuje tylko dane o warstwach zewnętrznych, nic nie mówiąc o tym, co dzieje się wewnątrz.

Bezpośrednia informacja stamtąd zaczęła docierać dopiero teraz, po opanowaniu techniki nawiązywania kontaktu z neutrinami — no i dane teoretyczne są w pełni potwierdzane.

Kończąc, jeszcze parę zdań dotyczących bohaterów tego artykułu. Neutrina były traktowane dotąd raczej jako cząstki bezmasowe. Obecnie sytuacja się zmienia. Condicio sine qua non występowania zjawiska oscylacji jest posiadanie pewnej masy spoczynkowej. A skoro neutrina słoneczne, tak jak i te atmosferyczne, zjawisko to ujawniają, pewną masę należy im przypisać. Jak wielką — na odpowiedź trzeba tu będzie poczekać. Pierwsze przymiarki wskazują, że byłyby to może wartości rzędu milionowej masy elektronu — a więc w pobliżu 1 eV/cm², to jest jakieś 10^-36 kg — a może jeszcze mniejsze. Niby to znikomo mało, ale neutrin we Wszech-świecie jest mnóstwo. Produkują je gwiazdy, a winno istnieć i tło neutri-nowe, pozostałość (tak jak promieniowanie reliktowe) po Wielkim Wybuchu. Sądzi się, że w pierwotnej kuli ognistej neutrina winny być wytwarzane tak samo często jak fotony — a zatem winny przewyższać sumę protonów i neutronów o czynnik rzędu 10⁴. Masa protonu (czy neutronu) to około 10 ²⁷ kg; przyczynek masy neutrin mógłby więc być porównywalny do masy ciężkich cząstek (ba-rionów). Masę neutrin należy zatem teraz uwzględniać w sumarycznej masie Wszechświata, ale nie byłaby to wartość na tyle duża, by mieć znaczący wpływ na obecne problemy w kosmologii.

Literatura:

Świat Nauki, paźdz. 1998, s. I0;pażdz. 1999, s. 48.

Delta 1998, nr 9, s. 9; 1999, nr 2, s. 4; 2002, nr 7, s. 7; 2003, nr 1, s. 12.

Urania 1992, nr 9, s. 265; 1998, nr 4, s. 148.

Naturę 4 May 1995, s. 29.

Physics Today July 1996, s. 30; August 1998,

s. 17.

Tadeusz Jarzębowski jest emeryta-wanym docentem astronomii, który• prawie cale swe życie naukowe spędził na Uniwersytecie Wrocławskim. O astronomii neutrinowej pisał pierwszy raz w „Uranii" w sierpniu 1961 r. na s. 24 J

2/2003 URANIA - POSTĘPY ASTRONOMII 57

1

Temat oscylacji neutrin występował też

2

ostatnio i w badaniach geofizycznych.

3

Chodzi o neutrina powstające w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego z atmosferą ziemską. Pod wpływem

4

wysokoenergetycznych protonów powstają tu ulewy cząstek, pojawiają się miony, neutrina mionowe, jak też elektronowe. Ale coś się tu nie zgadza, bo mionowych wyraźnie brakuje. Inny dylemat tego typu ujawnił Su-perkamiokande. Prowadzono tam obserwacje neutrin mionowych, przybywających z dwóch przeciwległych kierunków — tych „z góry", jak też tych „z dołu”, których droga wiodła przez wnętrze Ziemi. Powinno ich być tyle samo — a tymczasem tych z antypodów rejestrowano o blisko połowę mniej. Otóż specjaliści uważają, iż następuje tu metamorfoza, że neutrina mionowe przechodzą w taonowe — a tych Superkamiokande nie rejestruje.