У підручнику фізики можна прочитати про те, що вся матерія в природі складається з різних фундаментальних частинок. Найвідоміші з них: електрони, протони, нейтрони і фотони. Фотони, частинки-переносники електромагнітного випромінювання, - найпоширеніші за чисельністю частки у Всесвіті. Але далеко не всі знають про те, що друге місце слідом за фотонами займають нейтрино, загадкові крихітні частинки, які буквально пронизують все космічний простір.
Як підрахували фізики, щомиті крізь кожен квадратний сантиметр поверхні Землі (а так само і нашого тіла) проходять, залишаючись непоміченими, порядку 65 мільярдів нейтрино.
Ці частинки постійно синтезуються в результаті різних ядерних реакцій, що відбуваються в надрах Сонця та інших зірок. Крім того, вченим відомо і про інше дуже поширеному способі їх виникнення, - нейтрино в безлічі утворюються безпосередньо в земній атмосфері при взаємодії її з космічними променями.
Що ж відомо сучасній науці про ці всюдисущих невидимках?
На жаль, достовірної інформації про фізичних властивості та характеристики нейтрино досі зібрано не так вже й багато. Так, встановлено, що вони не мають заряду, практично не вступають в фізичні взаємодії з іншими частинками, і існують, як мінімум, в трьох різновидах або типах (електронні, мюонні і тау-нейтрино). Нарешті, як з'ясувалося відносно недавно, всі ці три типи нейтрино ще і здатні з легкістю перетворюватися один в одного, подорожуючи по Вселенной.Іменно це дивна властивість нейтрино раптово змінювати свій вигляд подібно хамелеонам по ходу їх космічного польоту (воно має спеціальну назву "осциляції нейтрино ") було експериментально виявлено двома дослідницькими групами, - канадської та японської, в кінці 90-х рр. минулого століття.
Правда, точно підрахувати масу нейтрино вчені поки не в змозі. Згідно з поточними оцінками, вона приблизно в десять мільярдів разів менше, ніж маса протона. Для порівняння: маса електрона, який вважався до нейтрино найлегшою елементарною частинкою, лише в 1836 разів менша за масу протона.
Як спіймати нейтрончик
Вперше гіпотезу про існування в природі нейтрино висловив ще в 1930 р видатний фізик-теоретик Вольфганг Паулі. Спочатку Паулі запропонував назвати цю частку "нейтроном", але вже через два роки, в 1932 р справжній нейтрон, другий, поряд з протоном, найважливіший компонент всіх атомних ядер, був відкритий Джеймсом Чедвиком. Щоб уникнути плутанини, з легкої руки іншого корифея фізики ХХ століття Енріко Фермі гіпотетична частинка Паулі отримала іншу назву - нейтрино, тобто в перекладі з італійського, "нейтрончик".
Однак в 1956 році всього за два роки до смерті Паулі двом американським фізикам, Фредерік Райнес і Клайду Коуена вдалося здійснити експеримент, в результаті якого було отримано переконливий доказ реального існування нейтрино.
Точніше кажучи, Райнес і Коуен тоді продемонстрували, що в природі мають не нейтрино, а їх античастинки (антинейтрино), оскільки в ході їх експерименту детектувати нейтрони і позитрони (антиелектрони), що виникали в результаті зіткнень антинейтрино з протонами. Але і цього виявилося цілком достатньо для того, щоб вчені, нарешті, змогли з полегшенням констатувати: нейтрино більше не слід вважати невловимими частинками.
Резервуар поміщають на глибину 1000 метрів, щоб космічне випромінювання не створювало перешкод.
Експериментальні дослідження нейтрино є одним з найбільш перспективних напрямків в сучасній фізиці і астрофізиці. У всьому світі вже активно працюють і ще тільки будуються багато десятків спеціальних нейтронних детекторів (практично всі вони споруджуються глибоко під землею для того, щоб мінімізувати різні фонові ефекти, що заважають точної реєстрації цих важковловимих частинок).
Причому, особливий інтерес у вчених в останні роки викликає гіпотеза про те, що саме нейтрино можуть бути найважливішими складовими горезвісної "темної матерії", таємничої фізичної субстанції Всесвіту, про природу якої фізикам до цих пір практично нічого не відомо. Темної матерії, за оцінками вчених, в космосі приблизно в п'ять разів більше, ніж звичайної, і цілком можливо, що значний її обсяг припадає на нейтрино.