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2010/06/01

ニュートリノ振動、見つかる。―それはつまり質量を持つということ。

テーマ： ★つ・ぶ・や・き★(573208)

カテゴリ：一朶の雲―Today A White

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今朝のYOMIURI ONLINEより、ニュートリノ関連のニュース。
ニュートリノ振動、初の直接観測…質量裏付け

実験施設名等の詳細が不明であるが、学生時代に学んだ者として感慨深いものがある。

素粒子論の一世紀

学生時代の記憶を頼りに、ニュートリノ振動をごく大雑把に説明すると次のようになる。
・ニュートリノという粒子が振動しながら動いているわけではない。
・ニュートリノには三つのエネルギー状態がある。(以下、νと記す)
・電子ν、ミューν、タウνの三種類だ。
・電子ν⇒ミューνへ、或いはミューν⇒タウνへ、状態が遷移する確率を求める。
・その求めた確率式が、波形つまり振動式になっているので、ニュートリノ振動という。

・この確率式には、二つのニュートリノの質量差の2乗が積(掛け算)の形で入っている。
・つまり、確率が0でなければ、質量差も0ではない。つまり、質量があるということだ。

ここで、素粒子物理学の話。

標準と銘打つくらいだから、素粒子の世界のスタンダードなわけで、大抵の事象は説明が出来る。
但し決定的な特徴がある。
それは、ニュートリノの質量を0として理論を組み立てている点だ。

では、ニュートリノに質量があればどうなるのか？
当然、標準模型はスタンダードではなくなり、拡張されるか破棄されて別に置き換わるかされる。

一方でまた、自然界の現象論として、素粒子の標準模型は限界を迎えた。
それは太陽ニュートリノ問題であり、大気ニュートリノ問題なのであるが詳細は割愛して、結論だけ。

その問題を解決したのがスーパーカミオカンデの実験であり、スーパーカミオカンデはニュートリノに質量があることを証明した。

この辺りは素粒子論の一世紀を参照されたし。

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