النيوترينو وضديده الخاصين بالميونات

 أن هناك نوعان من النيوترينات أحدهما يرافق الإلكترونات والآخر الميونات. وسنتناول ذلك بشيء من التفضيل فيما يلي:

تنطلق النيوترينات من تفاعلات مثل:

(1)

(2)

(3)                                  

أما التفاعلات الثلاثة الأولى فبيناها بالتفصيل وهي خاصة بتحلل (β). يتضح من هذه التفاعلات الخاصة بتحلل β وتلك الخاصة بتحلل البايونات (معادلات 1، 2) أن هناك نوعان من النيوترينات أحدهما خاص بالإلكترونات وينطلق معها (في تحلل β، والآخر خاص بالميونات وينطلق معها (في تحلل البايونات) أما المعادلة (3) فتبين تحلل الميونات إلى الكترونات وينطلق نوعاً النيوترينات. فإذا كان هاذان النوعان متطابقان (Identical) فإن على أحدهما أن يتلاشى مع الآخر باعتبار أن أحدهما الجسيم والآخر ضديده، ومن ثم ينطلق إشعاع γ وبالتالي فإن التفاعل (3) يأخذ الشكل التالي:

(4)....................

وينتج أن:

و لكن هل يوجد مثل هذا التفاعل؟

إن هذا التفاعل ممكن الحدوث لو كان النيوترينو وضديده متطابقان هذا بالرغم من أن النيوترينات تتفاعل من خلال التفاعلات الضعيفة بينما ينطلق الفوتون في التفاعلات الكهرومغناطيسية. ولكن حتى الآن فشلت جميع التجارب في الحصول على مثل هذا التفاعل. ومن ثم فهذا يعني أن النيوترينو وضديده في المعادلة (4) ينتميان إلى عائلتين مختلفتين. ومن ثم يمكن أن ننظر إلى النيوترينو وضديده في معادلة (3) على أن أحدهما ينتمي إلى تحلل الميون والآخر ينتمي إلى خلق الإلكترون في هذا التحلل، وبصورة عامة فإن نيوترينو الإلكترون ينطلق مع تحلل β. أما نيوترينو الميون فينطلق من تحلل البايون (معادلتي 1،2) أو تحلل الميون (معادلة 3). لقد تم التأكد عملياً من وجود هاذين النوعين في تجربة استخدمت السينكروترون في بروكهافن بطاقة 30 ج.أ. ف. وذلك كما نبينه في الشكل (1) حيث يستخدم شعاع البروتونات الناتج عن المعجل بطاقة قدرها (15) ج. أ. ف. لقذف هدف من البيريليوم لإنتاج بايونات بطاقة قدرها (3) ج.أ.ف. ويتحلل حوالي 10% من هذه البايونات حسب العلاقتين (1 و2) وينتج عن ذلك الميونات والنيوترينات. وعلى بعد قدره (21) متراً من الهدف يوجد درع من الصلب سمكه (13.5) متراً يقوم بامتصاص البايونات

الشكل (1)

والميونات الناتجة. أما النيوترينات فيمكنها بسهولة اختراقه حيث تسقط على كاشف الشرر الذي تبلغ كتلته عشرة اطنان. ويتألف من 90 لوحا من الألمنيوم سمك كل منها بوصة واحدة ومساحته أربعة أقدام مربعة. ويفصل بين هذه الألواح كتل من البلاستيك الشفاف سمك كل منها 3/8 بوصة يمثل كاشف الشرر حجماً حساساً ضخماً للكشف عن النيوترينات التي يصعب أسرها بواسطة التيوترونات والبروتونات. وسوف نبحث عن تفاعلات النيوترينات الخاصة بتحلل البايونات (معادلتي 1، 2) مثل:

(5)...................

أو تفاعلات مثل:

(6)................

فإذا كانت نيوترينات الميونات متطابقة مع نيوترينات الإلكترونات فإننا نتوقع أن نشاهد تفاعلي (5 و 6) يحدثان معا، إلا أن نتائج التجربة السابقة أثبتت أنه لم تحدث تفاعلات (6)، ومن ثم فإن نيوترينات الميونات تختلف عن فصيلتها من نيوترينات الإلكترونات، ولله في خلقه شؤون !!