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電子ニュートリノ（νe ) は、電荷がゼロでスピンが 1/2 の素粒子です。電子とともに、第一世代のレプトンを形成するため、電子ニュートリノと呼ばれています。1930ヴォルフガング・パウリベータ崩壊における運動量とエネルギーの欠落を説明するためにクライド・コーワンとフレデリック・ライネスが率いるチームによって発見されましたコーワン-ライネス ニュートリノ実験を参照)。 [ 2 ]
1900年代初頭、ベータ崩壊によって生じる電子は特定のエネルギーで放出されると理論が予測されていた。しかし、1914年にジェームズ・チャドウィックは、電子は連続スペクトルで放出されることを示した。[ 2 ]
1930年、ヴォルフガング・パウリは、初期粒子と最終粒子のエネルギー、運動量、角運動量の観測された差を、検出されていない粒子が運び去っているという理論を提唱した。 [ a ] [ 3 ]
1930年12月4日、パウリはチューリッヒ連邦工科大学 の物理学研究所に手紙を書き、連続ベータ崩壊スペクトルの問題を解決する可能性のある解決策として電子「中性子」[ニュートリノ]を提案した。彼の手紙の翻訳抜粋は次のとおりである。[ 2 ]
放射能に敏感な皆様へ
これらの行の担い手が[...]より正確に説明するように、N-14およびLi-6原子核の「偽の」統計、および連続βスペクトルを考慮すると、統計の「交換定理」とエネルギー定理を救うための必死の解決策にたどり着きました。すなわち、原子核内に、私が中性子と呼ぶ電気的に中性の粒子[ b ]が存在する可能性があり、それらはスピン1/2を持ち、排他原理に従い、さらに光量子とは異なり、光速で移動しません。中性子の質量は電子の質量と同じオーダーでなければならず、いずれにしても陽子の質量の0.01より大きくはなりません。連続的なβスペクトルは、 β崩壊において中性子が電子とともに放出され、中性子と電子のエネルギーの合計が一定であるという仮定によって理解できるようになる。
[...]
しかし、この考えについて何かを公表するほど自信がないので、まずは放射能に詳しい皆さんに、γ線 の約10倍の透過力を持つ中性子の実験的証明に関する状況について質問したいと思います。
中性子が存在するならば、とっくに観測されているはずなので、私の解決策は先験的な確率が低いように見えるかもしれないことは認めます。しかし、賭ける者だけが勝つことができ、連続β線スペクトルの状況の深刻さは、私の尊敬する前任者であるデバイ氏の次の言葉からも明らかです。「新しい税金のように、それについては全く考えないのが一番だ。」[...] ですから、親愛なる放射性物質の皆さん、試してみて、正してください。[...]
- バックさんにも、そしてあなたにも、心からのご挨拶を申し上げます。
- あなたの忠実な僕より
- W.パウリ
手紙全文の翻訳版は、1978年9月号のPhysics Todayに掲載されている。[ 4 ]
電子ニュートリノは1956年にクライド・コーワンとフレデリック・レインズによって発見された。 [ 2 ]
パウリは当初、自身が提唱した軽い粒子を中性子と名付けた。 1932年にジェームズ・チャドウィックがはるかに重い原子核粒子を発見し、これも中性子と名付けたため、この2つの粒子は同じ名前になった。ベータ崩壊の理論を開発したエンリコ・フェルミは、この混乱を解消するために、 1934年にニュートリノという用語を導入した（これは、ローマのパニスパーナ通りの物理学研究所でフェルミと会話していたエドアルド・アマルディが、この軽い中性粒子をチャドウィックの中性子と区別するために冗談で作ったものだった）。これは、中性子のイタリア語版であるneutroneとの言葉遊びだった。イタリア語では-oneという語尾は拡大形になるので、neutroneは「大きな中性のもの」と読める。-inoは拡大接尾辞を縮小接尾辞に置き換えたもので、「小さな中性のもの」となる。[ 5 ]
第二のニュートリノの予測と発見に伴い、異なる種類のニュートリノを区別することが重要になった。パウリのニュートリノは電子ニュートリノと特定され、第二のニュートリノはミューニュートリノと名付けられた。第三にして最後のニュートリノは2000年7月に発見され、タウニュートリノと名付けられた。
電子ニュートリノには対応する反粒子、電子反ニュートリノ（ν）が存在する。e ) と異なるのは、その性質の一部が大きさが等しく符号が反対で素粒子物理学における大きな未解決問題の 1 つは、ニュートリノと反ニュートリノが同じ粒子であるかどうかです。マヨラナフェルミオンでありディラックフェルミオンです。それらはベータ崩壊やその他の種類の弱い相互作用。