Oosthoek Encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 13-12-2021

neutrino

betekenis & definitie

[Ital., klein neutron], o. (-’s), symbool v, een elementair deeltje.

Het bestaan van het neutrino werd in 1931 gepostuleerd door W.Pauli om bepaalde verschijnselen te verklaren die optreden bij het bètaverval. Het neutrino zou een uiterst klein deeltje zijn, elektrisch ongeladen en met een massa die veel kleiner is dan de elektronmassa. Bij het bètaverval schiet de kern van een atoom een elektron (bètadeeltje) weg, waarbij die kern in een andere kern overgaat. In een hoeveelheid van een dergelijke stof hebben alle kernen vóór het uitzenden van het elektron dezelfde energie; na het uitzenden van het elektron hebben de nieuwe atoomkernen ook weer alle dezelfde, nieuwe energie. Er gaat dus bij het uitzenden van het elektron steeds dezelfde hoeveelheid energie in de kern verloren. Men verwacht nu deze energie in het elektron terug te vinden, wat zou betekenen, dat al die elektronen dezelfde snelheid zouden moeten hebben (hetgeen b.v. bij alfaradioactiviteit ook het geval is).

Het blijkt echter dat de elektronen met allerlei verschillende snelheden, die variëren van nul tot het verwachte getal worden uitgezonden. Dit zou in strijd zijn met de wet van behoud van energie. Deze tegenstrijdigheid verdwijnt, als men aanneemt, dat tegelijk met het elektron een neutrino wordt uitgezonden, waarbij de energieën van elektron en neutrino samen gelijk zijn aan het energieverlies van de atoomkern. Slechts de verdeling van de energie over deze beide deeltjes is per geval anders. Vele atoomkernen en zeker het uitgezonden elektron gedragen zich in sommige opzichten als een draaiende tol (spin). De totale draai-impuls vóór en na het uitzenden van het elektron moet gelijk zijn.

Dit is echter niet in overeenstemming met de feiten, tenzij men de neutrinohypothese aanvaardt, en daarbij aanneemt dat het neutrino dezelfde spin heeft als het elektron (dus y). Een atoomkern (in rust) die een elektron wegschiet ondervindt een terugstoot in een richting tegengesteld aan de richting waarin het elektron wegvliegt. Experimenteel is gebleken, dat deze richtingen niet precies tegengesteld zijn, wat weer wijst op de aanwezigheid van een derde deeltje, dat aan de directe waarneming ontsnapt. Door E.Fermi is in 1934 een theorie van de bètaradioactiviteit van de neutrinohypothese gegeven. Ook bij andere processen blijken neutrino’s een rol te spelen, o.a. bij mu-vangst en verval van sommige mesonen (elementaire deeltjes).

Het is zeer moeilijk een direct experimenteel bewijs van het bestaan van het neutrino te leveren. Omdat het ongeladen is, ondervindt een neutrino geen krachten van de deeltjes, waaruit de atomen zijn opgebouwd, en kan het zich vrijwel ongehinderd daartussen bewegen. Het is in 1953 Reines en Cowan gelukt directe uitwerking van neutrino’s waar te nemen. Daarbij liet men een intensieve neutrinostroom, afkomstig van een kernreactor, vallen op protonen. De volgende reactie treedt op: neutrino + proton neutron + positron. Het neutron en positron zijn waar te nemen.

Het neutrino heeft als antideeltje het antineutrino (v). De experimentele gegevens zijn verenigbaar met de aanname dat een neutrino een rustmassa nul heeft. In 1962 heeft een team van het Brookhaven National Laboratory te Upton (VS) aangetoond dat er twee soorten neutrino’s bestaan: elektronische en muonische neutrino’s (lepton), aangeduid met ve en v𝜇 resp. Ze kunnen niet in elkaar overgaan. Bepaalde reacties kunnen alleen door elektronische, andere alleen door muonische neutrino’s worden veroorzaakt.

Bij sommige kernreacties in het inwendige van sterren worden neutrino’s uitgezonden. Daar neutrino’s nauwelijks in wisselwerking treden met de omringende materie, ontsnappen ze bijna alle uit de ster. Zou men erin slagen de neutrinostroom te meten, dan heeft men een eerste directe aanwijzing voor aard en intensiteit van de kernreacties in het inwendige van de sterren. Zo is berekend dat de zon 2 x 1038 neutrino’s per seconde uitzendt, hetgeen betekent dat op aarde per seconde door een oppervlak zo groot als de nagel van een vinger 30 miljoen neutrino’s vliegen, afkomstig van de zon. Men heeft getracht deze neutrinostroom te meten op grond van de reactie: v + 37Cl -►37Ar + e-. Het gevormde argon is radioactief.

Dit radioactieve materiaal zou gesignaleerd moeten worden. Men heeft echter een chloormassa van enkele tientallen mln. liters nodig om slechts enkele neutrinoreacties te kunnen verwachten. De waarneming van zonneneutrino’s is dan ook nog niet geslaagd.

< >