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不可思議な世界

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スッキリ!がってん!ニュートリノの本」(著者:遠藤友樹、関谷洋之 発行所:電気書院)を図書館の新刊コーナーから借りて読みましたが、数式がなくて分かり易かったので、資料にしてみました。資料の写真やイラストは「スーパーカミオカンデ」のwebsiteから引用しています。

引用先 → http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/sk/neutrino.html

まとめた資料はこちら → ニュートリノ

p.1 ニュートリノは、極めて小さく電荷を持たないため、他の粒子の影響を受けずすり抜けていきます。 太陽の中心で水素原子が核融合すると、左図のような連鎖反応が起きて、その際に光子(γ線やX線)ニュートリノが生じます。 この本で初めて知ったのですが、この光子は太陽表面に達するのに10万年も要するのに、ニュートリノは8分で地球まで達してしまうそうです。光子も一旦太陽表面を出たあとはニュートリノと同じです。我々が観測している太陽の光は10万年前に核融合した光子なのです。驚きですね。

p.2 カミオカンデは、ニュートリノ研究でノーベル賞受賞した小柴さんや梶田さんによって有名になった超大型の宇宙粒子観測装置です。宇宙から飛んできたニュートリノは上から来るものと、地球内部を通過してくるものが観測されます。 ニュートリノは質量がないため、上下に関係なく同じ数量で観測されるという予想(右下の青線)に反して、地球内部を通過してきたニュートリノの数が少ない(赤線)の結果が得られました。この予測値とのギャップについては、ニュートリノが質量を持って振動していることによって梶田さんが解明したのです。ニュートリノは3種類あって、地球内部を通過してくる際に、検出され難いニュートリノに一部変身しているようです。

p.3 陽子の崩壊の様子です。次の動画から切り取りました。下半分は、カミオカンデ内の水分子内の陽子崩壊の様子です。この際、チェレンコフ光円錐状に発生します。この光をカミオカンデ内に配置された1万個以上の直径約50cmの巨大な光電子増倍管(フォトマル)(浜松ホトニクス製)で検出します。カラフルなリング状の画像が、検出した画像です。チェレンコフの円錐の底辺の円になります。

陽子の崩壊(動画) → http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/sk/pdecay.html

スーパーカミオカンデ(動画) → http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/doc/sk/library/video.html

p.4 東海村のJ-PARKの加速器から発射したニュートリノが295km離れたカミオカンデの光電子増倍管で捕らえるT2K実験です。時計回りに見てください。

p.5 ニュートリノは3種類あり、質量が異なるようです。 ニュートリオ以外にもいろいろな分類があります。「フレーバー」分類とか「量子色学」があります。フレーバーとは香料という意味もあります。どんな理由で名付けたのでしょうか? 現代の課題は、電磁気力・弱い力・強い力及びヒッグス粒子統一場理論の確立のようです。

今回、読み易い本でしたが、ますます想像のできない不思議な世界です。 広大な宇宙と極小の素粒子の両極端な要素が関係しているのですから。 素人なので、間違った記述があるかもしれません。ご容赦ください。

 

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