Što je neutrino?

Čestica vrlo male mase, oko mase elektrona, i bez električnog naboja, neutrino je neuhvatljiva subatomska čestica. Neutrino je toliko sramežljiv da je između teoretizacije njegovog postojanja i stvarnog otkrića prošlo 25 godina. Wolfgang Pauli, poznati kvantni fizičar, teoretizirao je neutrino 1931. godine. Otkrili su ga Frederick Reines i Clyde Cowan 1956. u opservatoriju za neutrino smještenom u blizini nuklearne elektrane u rijeci Savannah u Južnoj Karolini.

Neutrini putuju gotovo brzinom svjetlosti, a mnoge kvadrilijune njih prodiru u vaše tijelo svake sekunde. No, budući da neutrini imaju tako malu masu i samo neznatno djeluju s atomima, mogu prodrijeti nekoliko svjetlosnih godina u gusto zbijenu materiju prije nego što stupe u interakciju s atomom. Iz tog razloga ih je vrlo teško otkriti.

Neutrini nastaju tijekom događaja poznatog u fizici kao beta raspad. Činilo se beznadnim otkriti neutrine sve do pojave nuklearne tehnologije. Pokazalo se da su atomske bombe i nuklearni reaktori bogati izvori neutrina u odnosu na tipično mjesto na Zemlji. Prvi detektori neutrina bili su spremnici napunjeni vodom i kadmij kloridom. Prvi otkriveni neutrino zapravo nije bio konvencionalni neutrino nego anti-neutrino.

Kada se antineutrino sudario s protonom u detektoru neutrina, interakcija je proizvela neutron i pozitron, odnosno antielektron. Rezultirajući antielektron brzo bi se anihilirao s jednim od elektrona koji kruže oko jezgre, što bi rezultiralo prskanjem dva fotona. Tada bi zalutali neutron oslobođen razgradnjom atoma na kraju (~15 ms) pokupio drugi, netaknuti atom, oslobađajući više fotona (svjetlo). Ovaj različiti dvostupanjski obrazac oslobađanja fotona mogao bi se povećati fotopojačivačima, čime bi se pokrenuo registar i pružio pozitivan dokaz za utjecaj neutrina.

Suvremenim metodama u našim se zvjezdarnicama detektira čak jedan neutrino dnevno. Neutrino je izvrstan primjer temeljne čestice koja postaje razumljivija kako se poboljšava kvaliteta naših znanstvenih instrumenata. Kontinuirano prikupljanje dokaza u vezi neutrina i njegovih svojstava sigurno će na vrijedan način pridonijeti napretku suvremene teorijske fizike, što će zauzvrat stvoriti korisna tehnološka i teorijska otkrića za ljudsku civilizaciju.