El neutrino electrónico (
v
mi) es una partícula elemental que tiene carga eléctrica cero y un espín de 1 ⁄ 2 . Junto con el electrón , forma la primera generación de leptones , de ahí el nombre de neutrino electrónico . Wolfgang Pauli planteó por primera vez la hipótesis en 1930, para explicar la falta de impulso y energía en la desintegración beta , y fue descubierto en 1956 por un equipo dirigido por Clyde Cowan y Frederick Reines (ver Experimento de neutrinos de Cowan-Reines ). [1]
A principios del siglo XX, las teorías predecían que los electrones resultantes de la desintegración beta deberían haber sido emitidos con una energía específica. Sin embargo, en 1914, James Chadwick demostró que los electrones se emitían en un espectro continuo. [1]
En 1930, Wolfgang Pauli teorizó que una partícula no detectada se estaba llevando la diferencia observada entre la energía , el momento y el momento angular de las partículas inicial y final. [un] [2]
El 4 de diciembre de 1930, Pauli escribió una carta al Instituto de Física del Instituto Federal de Tecnología de Zúrich , en la que proponía el electrón "neutrón" [neutrino] como una posible solución para resolver el problema del espectro continuo de desintegración beta. Un extracto traducido de su carta dice: [1]
Queridos damas y caballeros radiactivos,
Como explicará más exactamente el portador de estas líneas, considerando las 'falsas' estadísticas de los núcleos N-14 y Li-6 , así como el espectro β continuo , he dado con un remedio desesperado para salvar el "teorema de intercambio" de la estadística y el teorema de la energía. Es decir, [existe] la posibilidad de que puedan existir en los núcleos partículas eléctricamente neutras que deseo llamar neutrones, [b] que tienen espín. 1/2y obedecer el principio de exclusión , y además se diferencian de los cuantos de luz en que no viajan con la velocidad de la luz: la masa del neutrón debe ser del mismo orden de magnitud que la masa del electrón y, en cualquier caso, no mayor que 0,01 masa de protón. El espectro β continuo sería entonces comprensible suponiendo que en la desintegración β se emite un neutrón junto con el electrón, de tal manera que la suma de las energías del neutrón y del electrón es constante.
[...]
Pero no me siento lo suficientemente seguro como para publicar nada sobre esta idea, así que primero me dirijo confiadamente a ustedes, queridos radioactivos, con una pregunta sobre la situación relativa a la prueba experimental de tal neutrón, si tiene algo así como 10 veces la Capacidad de penetración de un rayo γ .
Admito que mi remedio puede parecer tener una pequeña probabilidad a priori porque los neutrones, si existen, probablemente se habrían visto hace mucho tiempo. Sin embargo, sólo aquellos que apuestan pueden ganar, y la gravedad de la situación del espectro β continuo puede quedar clara con las palabras de mi honorable predecesor en el cargo, el Sr. Debye , [...] " Es mejor no apostar "No pienses en eso, como en los nuevos impuestos ". [...] Entonces, queridos radioactivos, pónganlo a prueba y arreglenlo. [...]
- Con muchos saludos para usted, también para el Sr. Back ,
- Tu devoto servidor,
- Pauli
Se puede encontrar una reimpresión traducida de la carta completa en la edición de septiembre de 1978 de Physics Today . [3]
El neutrino electrónico fue descubierto por Clyde Cowan y Frederick Reines en 1956. [1]
Pauli originalmente llamó neutrón a la partícula de luz que propuso . Cuando James Chadwick descubrió una partícula nuclear mucho más masiva en 1932 y también la llamó neutrón , esto dejó las dos partículas con el mismo nombre. Enrico Fermi , que desarrolló la teoría de la desintegración beta , introdujo el término neutrino en 1934 (fue acuñado en broma por Edoardo Amaldi durante una conversación con Fermi en el Instituto de Física de Via Panisperna en Roma, para distinguir esta partícula ligera y neutra de la El neutrón de Chadwick) para resolver la confusión. Era un juego de palabras con neutrón, el equivalente italiano de neutrón : la terminación -one puede ser aumentativa en italiano, por lo que neutrón podría leerse como "la cosa neutra grande"; -ino reemplaza el sufijo aumentativo por uno diminutivo . [4]
Tras la predicción y el descubrimiento de un segundo neutrino, se hizo importante distinguir entre diferentes tipos de neutrinos. El neutrino de Pauli ahora se identifica como neutrino electrónico , mientras que el segundo neutrino se identifica como neutrino muónico .
El neutrino electrónico tiene una antipartícula correspondiente , el antineutrino electrónico (
v
mi), que se diferencia únicamente en que algunas de sus propiedades tienen igual magnitud pero signo opuesto . Una importante cuestión abierta en la física de partículas es si los neutrinos y los antineutrinos son o no la misma partícula, en cuyo caso sería un fermión de Majorana , o si son partículas diferentes, en cuyo caso serían fermiones de Dirac . Se producen en la desintegración beta y otros tipos de interacciones débiles .