A természet szellemrészecskéi

A neutrínók bámulatba ejtő szellemrészecskék. Testünk minden négyzetcentiméterén másodpercenként 60 milliárd, elsősorban a Napból származó neutrínó száguld keresztül, miközben ebből semmit sem veszünk észre. A 60 milliárd neutrínóból rendszerint egyetlen egy sem lép kölcsönhatásba atomjainkkal. Többségük akár egy fényévnyi vastag ólomrétegen is átjutna változatlanul. Kimutatásukra ezért kell hatalmas észlelőrendszereket építeni.

A Szuper K a Napból várt neutrínószámnak mindössze a felét regisztrálta. Ha a Napban lezajló magreakciókat jól írjuk le, akkor egyetlen magyarázat marad. A Szuper K a napneutrínók közül lényegében csak az elektron-neutrínókat észleli, a müon- és tau-neutrínóvá átalakultakat nem. Azért észleltek kevesebb napneutrínót, mert azok útközben átalakultak. Erre a kanadai Ontario tartományban működő Sudbury Neutrino Observatory szolgáltatott meggyőző bizonyítékot. Az ottani detektorrendszer 1000 tonna nehézvízzel működik, ez lehetővé teszi, hogy megmérjék a háromféle (elektron-, müon-, tau-) neutrínó együttes számát és külön is leszámolják az elektron-neutrínókat. Megkerültek tehát a hiányzó napneutrínók: eggyel kevesebb a rejtély a fizikában.

A mérések lehetőséget adnak arra is, hogy az adatokból a neutrínók lehetséges tömegére következtessenek. A kísérletekből közvetlenül a tömegek négyzetei közti különbség számítható ki, ugyanis ettől függ a neutrínók egymásba való átalakulásának mértéke. Az elektron- és a müon-neutrínó tömegének négyzete között 0,001-0,01 elektronvolt lehet a különbség. Ebből arra következtetnek, hogy a nehezebb neutrínó tömege a 0,03-0,1 elektronvolt tartományba eshet. (Összehasonlításul: az elektron tömege kicsit több, mint félmillió elektronvolt, a proton tömege kb. 1 milliárd elektronvolt.)

A részecskék világát leíró Standard Modellel összefér az a tény, hogy a neutrínóknak tömege van. A gravitáción kívüli kölcsönhatások egyesítését célzó, születőben levő új elméletbe, a Nagy Egyesítés elméletébe is beleillenek a tömeggel rendelkező neutrínók. Ez a tömeg még a részecskék világában is annyira kicsi, hogy nem csoda, évtizedekig nullának tartották.