Přeměna neutrin zaregistrována

Neutrino je elementární částice ze skupiny leptonů. Vzniká při jaderných reakcích, které zahrnují beta rozpad. Poprvé je předpověděl roku 1931 Wolfgang Pauli, kdy vysvětlil beta rozpad neutronu na proton a elektron. Pauli předpověděl vznik tehdy nedetekovatelné částice a trvalo 25 let od vyslovení hypotézy o jejich existenci k jejímu experimentálnímu ověření v roce 1956. Název neutrino vymyslel Enrico Fermi, autor první teorie popisující chování neutrin. Jedná se o slovní hříčku, kdy v italštině znamená neutrone, název pro neutron, velký a neutrální, kdežto neutrino malý a neutrální.  Od roku 1962 se ví o třech typech neutrin: elektronové neutrino νe, mionové neutrino νμ a tauonové neutrino ντ, pojmenované podle jim odpovídajícím leptonům ve standardním modelu, což bylo roku 2007 ve Fermiho laboratoři experimentálně potvrzeno.

Neutrina jsou velmi záhadné a těžko zachytitelné částice. Přesto se o nich už zjistilo mnoho zajímavého. Kvůli svému spinu patří mezi fermiony. Jejich hmotnost je podle posledních experimentů zřejmě nenulová, nemají elektrický náboj a nepůsobí na ně ani silná ani elektromagnetická interakce, ale jen slabá interakce a velmi slabě také gravitace.

Zachytávání neutrin patří dnes mezi velmi oblíbené zábavy vědců, kteří se je snaží zachytit v gigantických detektorech umístěných pod povrchem země. Každé zachycení neutronu v detektoru je velmi vzácné a ještě vzácnější je zachycení přeměny jednoho neutrina v neutrino jiné. A to se právě v uplynulých dnech podařilo.

Pokud třeba vznikne elektronové neutrino, pak je možné je v nějaké vzdálenosti detekovat jako mionové. Pravděpodobnosti, se kterými zaznamenáme neutrino, které vzniklo jako elektronové, v podobě elektronového nebo mionového, závisí na vzdálenosti mezi zdrojem neutrin a detektorem i na energii neutrina. Až do letošního roku nebyla přímo pozorována přeměna mionových neutrin na tauonová.

V experimentu CNGS vytváří čistý svazek mionových neutrin urychlovač v laboratoři CERN. Protony urychlené na rychlosti blízké rychlosti světla se srážejí s jádry terče a produkuje se tak velké množství mezonů pí. Pomocí magnetického pole namíří ty nabité částice správným směrem a během letu dlouhým tunelem se pak rozpadají za vzniku mionu a mionového neutrina. Zbývající nabité mezony a protony se absorbují na konci tunelu a miony jsou pohlceny vrstvou země, kterou však neutrina bez problému prolétají. Neutrinový svazek je vyslán k přesně zaměřenému 732 km vzdálenému detektoru OPERA v podzemní laboratoři Gran Sasso v Itálii, kde  se objeví asi za 2,4 ms.