ニュートリノと太陽ニュートリノ

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ニュートリノと太陽ニュートリノの違い

ニュートリノ vs. 太陽ニュートリノ

ニュートリノ（）は、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子をあわせた6種類あると考えられている。ヴォルフガング・パウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則と角運動量保存則が成り立つように、その存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスらの実験により、その存在が証明された。. 標準太陽モデルにおける太陽ニュートリノ(陽子-陽子連鎖反応) 太陽ニュートリノ(Solar neutrino)は、核融合の結果、太陽で生成される電子ニュートリノである。 主に次の陽子-陽子連鎖反応で生成する。 この反応で、太陽ニュートリノ全体の86%が生成される。図のとおり、標準太陽モデルでの陽子-陽子連鎖反応では、重水素は他の陽子と融合し、ヘリウム3原子とガンマ線になる。この反応は以下のように表せる。 ヘリウム4は、前の反応で形成されたヘリウム3から以下のように作られる。 系の中にヘリウム3とヘリウム4がどちらも存在すると、下記のように両ヘリウム原子が融合してベリリウムが形成される。 ベリリウム中には陽子が4つあるが中性子が3つしかないため、ここから2つの経路に分かれる。ベリリウムは電子を捕獲してリチウム7と電子ニュートリノを形成する。または、恒星中に豊富に存在する陽子を捕獲してホウ素8を形成する。両反応は、それぞれ以下のように表せる。 この反応で、太陽ニュートリノの14%が作られる。リチウム7は陽子と結合し、2つのヘリウム4を形成する。 過剰な陽子が存在するため、ホウ素8はベータ(+)崩壊し、以下のようにベリリウム8を形成する。 この反応で、太陽ニュートリノの約0.02%が作られる。これらの少数の太陽ニュートリノは、大きなエネルギーを持つ。 太陽ニュートリノの最大部分は陽子-陽子相互作用から直接生成し、せいぜい400 keVの低いエネルギーである。他に、最大エネルギーが18 MeVにもなるいくつかの別の生成機構が存在する。地球に注ぐニュートリノの流束の量は、粒子数で約7・1010個/cm2/sである。 ニュートリノの数は、標準太陽モデルで予測できる。検出される電子ニュートリノの数は予測される数の1/3に過ぎず、この現象は太陽ニュートリノ問題として知られる。ここからニュートリノ振動のアイデアが考えられ、実際にニュートリノのフレーバーは変化しうる。この現象は、サドベリー・ニュートリノ天文台で全ての種類の太陽ニュートリノの流束全体を測定し、それが従前に予測された電子ニュートリノの数と合致したことで確認され、同時にニュートリノが質量を持つことも確認された。 太陽ニュートリノのエネルギースペクトルも標準太陽モデルで予測できる。各々のニュートリノのエネルギー範囲によって感度の良いニュートリノ検出法が異なるため、ニュートリノのエネルギースペクトルを知ることは重要である。ホームステーク実験では塩素が用いられ、ベリリウム7の崩壊で生成する太陽ニュートリノに対して最も感度が高かった。サドベリー・ニュートリノ天文台はホウ素8由来の太陽ニュートリノに対して最も高感度である。ガリウムは、陽子-陽子連鎖反応で生成する太陽ニュートリノに対して最も感度が高い。2012年、Borexinoとして知られる共同実験は、太陽核に存在する重水素の1/400を生成するpep 反応由来の低いエネルギーのニュートリノを検出したと報告した。検出器は、100トンの液体を含み、この比較的珍しい熱核融合反応由来の衝突を平均で毎日3回の頻度で検出した。.

中性子

中性子（ちゅうせいし、neutron）とは、原子核を構成する粒子のうち、無電荷の粒子の事で、バリオンの1種である。原子核反応式などにおいては記号 n で表される。質量数は原子質量単位で約 、平均寿命は約15分でβ崩壊を起こし陽子となる。原子核は、陽子と中性子と言う2種類の粒子によって構成されている為、この2つを総称して核子と呼ぶ陽子1個で出来ている 1H と陽子3個で出来ている 3Li の2つを例外として、2015年現在の時点で発見報告のある原子の内、最も重い 294Og までの全ての"既知の"原子核は陽子と中性子の2種類の核子から構成されている。。.

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ニュートリノ振動

ニュートリノ振動（ニュートリノしんどう、 ）は、生成時に決定されたニュートリノのフレーバー（電子、ミューオン、タウ粒子のいずれか）が、後に別のフレーバーとして観測される素粒子物理学での現象。その存在確率はニュートリノが伝搬していく過程で周期的に変化（すなわち振動）する。これはニュートリノが質量を持つことにより起きるとされ、素粒子物理学の標準模型では説明できない。.

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電子ニュートリノ

電子ニュートリノ（electron neutrino）は、素粒子標準模型における第一世代のニュートリノである。レプトンの三世代構造において、同じく第一世代の荷電レプトンである電子と対をなすため、電子ニュートリノと名付けられた。 ベータ崩壊の過程で運動量とエネルギーが喪失するという現象から、1930年にヴォルフガング・パウリによって予測され、1956年にフレデリック・ライネスとクライド・カワンによって最初に検出された 。.

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陽子

陽子（ようし、（））とは、原子核を構成する粒子のうち、正の電荷をもつ粒子である。英語名のままプロトンと呼ばれることも多い。陽子は電荷+1、スピン1/2のフェルミ粒子である。記号 p で表される。 陽子とともに中性子によって原子核は構成され、これらは核子と総称される。水素（軽水素、H）の原子核は、1個の陽子のみから構成される。電子が離れてイオン化した水素イオン（H）は陽子そのものであるため、化学の領域では水素イオンをプロトンと呼ぶことが多い。 原子核物理学、素粒子物理学において、陽子はクォークが結びついた複合粒子であるハドロンに分類され、2個のアップクォークと1個のダウンクォークで構成されるバリオンである。ハドロンを分類するフレーバーは、バリオン数が1、ストレンジネスは0であり、アイソスピンは1/2、超電荷は1/2となる。バリオンの中では最も軽くて安定である。.

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陽電子

陽電子（ようでんし、ポジトロン、英語：positron）は、電子の反粒子。絶対量が電子と等しいプラスの電荷を持ち、その他の電子と等しいあらゆる特徴（質量やスピン角運動量 (1/2)）を持つ。.

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