Dat Neutrino is en Elementardeelken vun de Physik un hett keen elektrische Ladung. Dat höört to de Leptonen un dorüm gliektietig ok to de Fermionen. Neutrinos warrt blots dör de swacke Wesselwirken bedrapen un dör de Gravitatschoon, as jeed Elementardeelken. As Fermion wiest dat Neutrino in’t Standardmodell den Spin 1/2 op un en negative Helizität. De Wohrschienlichkeit, dat en Neutrino wesselwirken deit is bannig lütt. De Nawies för’t Neutrino is bannig swoor un geiht blots över den laadten un neutralen Stroom, also över’t Z-Boson oder’t W-Boson as Uttuuschdeelken vun de swacke Wesselwirken. Dat Teken för’t Neutrino is de greeksche Bookstaav ν. De Beteken is vun Enrico Fermi vörslahn worrn un bedüüt so veel as „lütt Neutron“
Egenschoppen Neutrinogeneratschonen un Antineutrinos Vun de Leptonen sünd dree Generatschonen bekannt, de jede ut en Poor vun elektrisch laadte Deelken (Elektron, Myon un Tauon) un elektrische neutrale Neutrinos (Elektron-Neutrino (), Myon-Neutrino () und Tau- oder Tauon-Neutrino ()) bestaht. All de Leptonen drägt de so nöömte „Swacke Ladung“ un den Spin 1/2. Butendem gifft dat to jeed Neutrino ok en Antideelken, dat Antineutrino, also en Elektron-Antineutrino (), en Myon-Antineutrino () un en Tauon-Antineutrino ().
De Leptonen ünnerscheedt sik vun Generatschoon to Generatschoon blots dör de ünnerscheedlichen Massen vun de elektrisch laadten Deelken. Vun de de Massen vun de Neutrinos is dorgegen opstunns blots jemehr bövere Grenz bekannt. De Tall vun de Neutrinoorden mit en Neutrinomasse, de lütter is as de halve Masse vun’t Z-Boson, is in Präzisionsexperimenten to’n Bispeel an’n L3-Detekter an’t CERN to nipp un nau dree bestimmt worrn.
Dat schall Henwiesen geven op en dubbelten Betaverfall ahn Neutrinos. För de Karnphyasik de dat bedüden, dat dat Wohren vun de Leptonentall besehrt warrt oder dat Neutrino sien egen Antideelken weer. In de quantenfeldtheoreetsche Beschrieven de dat heten, dat dat Neutrinofeld keen Dirac-Spinor, man en Majorana-Spinor weer. Dat stünn in’n Weddersprook to dat hüütige Standardmodell.
De Physikers Tsung-Dao Lee un Chen Ning Yang hebbt en Experiment to’n Ünnersöken vun den Spin vun Neutrinos un Antineutrinos anstött. Dat weer 1956 vun Chien-Shiung Wu dörföhrt un bröch as Resultat, dat de Parität nich ahn Utnahm wohrt blifft. Dat Neutrino wies sik as „Linkshänner“. Dat heet, dat dat Deelken in Betog op sien Bewegen gegen den Klockenwiesersinn roteert. Dordör warrt en objektive Verkloren vun „links“ un „rechts“ mööglich. In’t Rebeet vun de swakcen Wesselwirken mutt dorna bi’n Övergang vun een Deelken to sien Antideelken nich blots de elektrische Ladung, man ok de Parität, also de Spin, vertuuscht warrn. De swacke Wesselwirken ünnerscheedt sik also vun de elektromagnetischen Wesselwirken dör dat Verknütten vun de „swacken Ladung“ mit de Rechts- oder Linkshännigkeit vun en Deelken. Bi de Leptonen un de Quarks hebbt blots de linkshännigen Deelken un jemehr rechtshännigen Antideelken en swacke Ladung. Dorgegen sünd de rechtshännigen Deelken un jemehr linkshännigen Antideelken gegen de swacke Ladung neutral. Deelken mit en swacke Ladung künnt ut dat Vakkum opduken un wedder verswinnen. Dit Phänomen warrt as „spontane (Spegel-)Symmetriebreken“ betekent.
Neutrinomasse In’t Standardmodell bun de Elementardeelken warrt de Neutrinomasse as NUll ansett bi’t Herleiden vun de Massenegentostännen vun de Fermionen (Leptonen un Quarks) ut de Quantenegentostännen. De Nawies vun de Neutrinomasse bedüüt also, dat dat Modell noch verbetert warrn mutt. Dat gifft Tosätz to dat hüütige Standardmodell un ok enige intressante Grote eenheitliche Theorien, de massive Neutrino vörutseggt.
Experimenten to’n Bestimmen vun de Neutrinomasse splitt sik in dree Gruppen op: de direkte Bestimmen vun de Masse ut de Energie, de bi’n Betaverfall fehlt dat Beoabchten vun Neutrinooszillatschonen indirekt Sluten ut annere Beobachten, de sünners in de beobachten Kosmologie wunnen warrt. All Resultaten, de publizeert worrn sünd un warrt, warrt vun de Particle Data Group beweert un gaht in den Review of Particle Physics in, de jeed Johr rutkummt.
Dat direkte Meten vun’n Endpunkt vun’t Betaspektrum vun Tritium künnen bit 2006 de möögliche Masse vun Elektronneutrinos op weniger as 2 eV/c² inschränken.Particle Data Group: W.-M. Yao et al., J. Phys G 33, 1 (2006). en betere Bövergrenz will man dör noch nauere Meten vun’t KATRIN-Experiment an’t Forschungszentrum Karlsruhe rutkriegen, dat en bövere Grenz vun 0,2 eV/c² henkriegen schall. De Meten, de dat bit hüüt geev, künnt noch nich utsluten, dat Elektronneutrinos keen Masse hebbt. So lang de Meetnauigkeit nich üm mehrere Gröttenorden verbetert warrt, is dormit ok nich to reken.
Dat Beobachten vun Neutrinooszillatschonen is en indirekte Meten vun Massenünnerscheden twüschen verschedene Neutrinos. Se beleggt, dat Neutrinos in’n Vergliek to de assozieerten laadten Leptonen wohrhaftig baanig lütte Rohmassen hebbt, de aver nich Null sünd. De bannig lütten Massenünnerscheden bedüüt ok, dat de Massengrenz baven togliek ok en Grenz vör all Orden vun Neutrinos dorstellt.
De drüdde Togang to’n Bestimmen vun Neutrinomassen hett sien Grundlaag in’t Beobachten vun de Anisotropie vun de kosmischen Achtergrundstrahlen dör WMAP un anner Beobachten, de de Parameters vun’t ΛCDM-Modell, also dat hüütige Standardmodell vun de Kosmologie, bestimmt. Dör den Influss vun de Neutrinos op’t Billn vun Strukturen in’t Weltall un op de primordiale Nukleosynthees kann mit Stand vun 2007 de Bövergrenz för de Summ vun de dree Neutrinomassen 0,2 eV/c² annahmen warrn.U. Seljak, A. Slosar, P. McDonald: Cosmological parameters from combining the Lyman-alpha forest with CMB, galaxy clustering and SN constraints. In: JCAP 0610:014 (2006), onlineM. Cirelli und A. Strumia: Cosmology of neutrinos and extra light particles after WMAP3. In: JCAP 0612:013 (2006) online
Neutrino- un Antineutrinoreakschoon Neutrinoreakschonen loop samt un sünners över de swacke Wesselwirken af. Neutrinos sünd ok vun de Gavitatschoon bedrapen, man de is so swack, dat se so goot as keen Bedüden hett. Neutrinoreakschonen, d. h. an sik all Reakschonen vun de swacke Wesselwirken, laat sik in dree Kategorien indeelen: Elastisch Strein: Dorbi tuuscht en Neutrino mit de tohöörig Lepton Energie un Impuls ut, man de Reakschoonspartners blievt as se sünd. Dat heet, en Ümwanneln in annere Elementardeelken finnt nich statt. Laadt Stroom: Hier koppelt en Elementardeelken öve en elektrisch laadt W-Boson an dat Neutrino an. De bedeeligten Deelken wannelt sik dorbi in annere Deelken üm. Dat Uttuuschboson is, afhangig vun de Reakschoon, negativ oder positiv laadt, dat de Ladung wohrt blifft. Nipp un naunahmen, is ok dat elastische Strein en Reakschoon ut disse Kategorie, vun wegen dat ok dorbi en W-Boson uttuuscht warrt. Man de Deelken sünd vörher un naher gliek, sol dat sik de Reakschoon eenfack as’n klassische Strein beschreven warrn kann. Neutral Stroom: Dorbi koppelt en Elementardeelken över en elektrisch neutral Z-Boson an dat Neutrino an. Ok dorbi wannelt sik de Deelken in annere üm, man dat Uttuuschboson hett keen Ladung.
Tügen Reakschonen De eenfacksten Reakschonen, an de Neutrinos bedeeligt sünd, sünd de radioaktiven Betaverfäll, de bi unbestännige Karns spontan vörkamt un keen Inwirken dör annere Deelken bruukt.
Bi’n β−-Verfall wannelt sik en Neutron in en Proton üm, wobi en Elektron un en Elektron-Antineutrino tostannen kamt. Op de Even vun de Quanten sennt dorbi een vun de beiden Down-Quarks vun’t Neutron dat intermediäre Vekterboson W-, wordör sik dat in en Up-Quark ümwnnelt. Dat utsennte W-Boson verfallt denn wieter in en Elektron un en Antineutrino. Hier hannelt sik dat also üm en „laadten Stroom“. De Verfall kummt to’n Bispeel bi fre’e Neutronen vör, aver ok bi Atomkarns, de en groten Överschuss an Neutronen opwiest.
En Nuklid wannelt sik ünner Utsennen vun en Elektron un en Antielektronneutrino in en Dochterkarn.
Anners rüm wanelt sik bi’n β+-Verfall eh Proton in en Neutron üm un sennt dorbi en Positron un en Elektronneutrino ut. Disse Vörgang passeert bi’n Protonenöverschuss in’n Karn. Vun wegen dat de Produkten ut de Reakschoon sworer sünd, as dat Proton, mutt de Massenünnerscheed vun de Binnenenergie vun Karn opbröcht warrn.
En Nuklid geiht ünner Utsennen vun en Positron un en Elektronneutrino in en Dochterkarn över.
miniatur|upright=1.5|Bi de Proton-Proton-Reakschoon warrt in de Sünn gresige Mengden vun Elektronneutrinos tüügt. Ok Karnfusionsvörgäng, as se to’n Bispeel in de Sünn afloopt, sünd wichtige Borns för Neutrinos. En Bispeel dorför is de Proton-Proton-Reakschoon, de vör allen bi lütte Steerns vun grote Bedüden is. Dorbi versmölt twee Waterstoffkarns ünner bannig hoge Temperaturen to en Deuteriumkarn, wobi dör’t Ümwanneln vun en Proton in en Neutron en Positron un en Elektronneutrino freesett warrt.
Op Quanteneven is dat de glieke Vörgang as bi’n β+-Verfall. In de Sünn loop aver düchtig vele Fusionen in de Sekunn af, so dat hier bannig grote Mengden vun Neutrinos freesett warrt: De Proton-Proton-Reakschoon en veel gröttere Bedüden hett för’t Utforschen vun de Neutrinos. In de Sünn un swore Steerns entstaht Elektron-Neutrinos ünenr annern ok bi’n Bethe-Weizsäcker-Zyklus, de en annern Fusionsvörgang dorstellt. De Beobachten vun de so nömmten Sünnenneutrinos is wichtig, dat een de nauen Vörgäng binnen de Sünn versteiht as ok de fundamentalen Wesselwirken vun de Physik.
Neutrino-Utforschen Neutrinos wesselwirkt mit jemehr Ümfeld so goot as gor nicht, wat jemehrn Nawies düchtig swoor maakt. Liekers kann de penetrante Natur vun de Neutrinos in de Forschung utnütt warrn. Neutrinos ut kosmische Begeevnissen kamt op de Eer an, wiel elektromagneetsche Strahlen un anndere Deelken tomeist vun de interstellaren Materie afschirmt warrt.
Astrophysik Toeerst sünd Neutrinos bruukt worrn, üm dat Binnere vun de Sünn uttoforschen. Vun wegen de Diffussion vun de elektromagneetsche Strahlen in de Plasmaschichten ümto, kann de Karn vun de Sünn nich direkt optisch ünnersöcht warrn. De Neutrinos aver, de bi de Karnfusion in de Sünn in grote Tall tostannen kamt, weist blots en swacke Wesselwirken un künnt dat Plasma meist ahn Hinnern dördringen. En Photon bruukt tyypscherwies eenige Dusend Johren, bit dat an de Böverflach vun de Sünn diffundeert. En Neutrino in’t Gegendeel bruukt dorför blots en poor Sekunnen.
Laterhen hett man de Neutrinos nütt to’n Beobachten vun kosmische Objekten un Begeevnissen buten vun uns Sünnsystem. Neutrinos sünd de eenzig bekannten Deelken, op de de interstellare Materie nich düütlich inwirken deit. Elektromagneetsche Strahlen künnt vun Stoff- oder Gaswulken afschirmt warrn oder warrt bi’t Detekteeren op de Eer vun de kosmischen Strahlen överdeckt. De kosmische Strahlen in Form vun supergaue Protonen un Atomkarns kann sik vun wegen den GZK-Cutoff (Wesselwirken mit de Achtergrundstrahlen) nich wieter as hunnert Megaparsec utbreden.