ニュートリノの働き

ニュートリノの性質(レプトンの一種で、電荷を持たず、質量があることがわかっている)などは調べるとよく出てきますが、ニュートリノの働き(どういう反応でニュートリノが必須なのか、なぜニュートリノが存在しないといけないのかなど)がよくわかりません。確かに存在してるのでしょうけど、何の役に立っているのかさっぱりです。β崩壊で出現するのは事実ですが、理由がわかりません。(そういうものだと言われればそこまでですが…)


詳しく書いてあるサイトや書籍、あるいは知っていれば教えて欲しいです。

No.5 回答者： stomachman 回答日時： 2015/10/18 17:44

> 何の役に立っているのか

という発想がそもそも倒錯してる。現実に観測される事実こそが絶対であって、それに後から理屈を付けているに過ぎないんだから。

No.4 回答者： doc_somday 回答日時： 2015/10/16 19:39

#３のお答えは非常に良く書かれているのですが、末尾は私と意見が異なります。

さらに私はニュートリノに質量があることをいまだに疑っています。
最初になぜニュートリノがあるか、ですがご質問者がお示しの通り、レプトンには電子、電子ニュートリノ、あと一つあるけど忘れた。この３つが無いと推論が破綻するので有るのです。粒子には世代と云う奴が有り、レプトンには電子と全く同じ性質を持ち質量だけが異なるμオン、τオンが存在します。そしてニュートリノにも対応する電子ニュートリノ、μオンニュートリノ、τオンニュートリノが存在します。
今年物理学賞を受けられた、名前を忘れた(私はもの凄く人名に弱い)、方が先輩にこだわられたのは、数年前米国籍の日系のノーベル賞なんか三つぐらい貰って居て良いはずの巨匠と日本のお二方が物理学賞を受けられましたが、文句を付ける気はありません、立派な業績です、でもあれはノーベル財団ないし選考委員会の失態でその先輩殿の病状を把握しそこねた結果です。ご存知の通りこの賞は生存している人しか貰えない、先輩殿の受賞は決まっていたのにその目の前で亡くなられてしまった。先輩殿の業績は偉大で、#３のお答にある通り太陽から飛来する電子ニュートリノは考えられない程莫大な筈なのにあきれるほど少数しかスーパーカミオカンデで検出されない、何故か、先輩殿はもしニュートリノに質量があるなら、質量との相互作用で電子ニュートリノはμオンニュートリノ、τオンニュートリノへと転換出来ると思い付いたのです。そこからニュートリノには質量があるに違いないという結論が導き出されます。
ですがここからは私の疑問です、かなり前、スーパーカミオカンデは非常に遠方の宇宙空間からのニュートリノを観測しました、ニュートリノ天文学の夜明けだと騒がれました、何故ならその方向には新星(ノバ)か超新星(スーパーノバ)か忘れましたが、光学望遠鏡ではっきり新しい星が有ったのです。だがそれは変だ、光あるいは光子は質量が無いので光速で運動出来る、もしニュートリノに質量があったらその星から地球に届くのは光より何万年・何億年……も後だろう、それほど遠かった、世界中の光学望遠鏡が見落としていたなら、そんなの天文学者ではない、矛盾ではないだろうか？？？

No.3 回答者： satoumasaru 回答日時： 2015/10/15 17:38

はじめまして、

ニュートリノですよね、なぜこんなものがあるのか、うーん、そういうもんだとしか言いようがないですね。ニュートリノに限らず、なぜ陽子があるの、なぜ中性子があるの？なぜ電子があるのとかいう質問だっておなじことですよね。結局、そのようなことは、現在の宇宙がそうなってるとしか言いようがありません。

ニュートリノはもともと中性子がβ崩壊して陽子に変わる際に、ガンマ線（光子）とベータ線（電子）をだすこと、このベータ線の出力が一定ではないことから、パウリが「なにかわからないけれど、中性で他の素粒子とほとんど反応しない粒子」がエネルギーをもっていっていると予言したことがきっかけです。

現在の量子論では、世界は４つの力があるとされています。強い力、電磁力、弱い力、重力です。ニュートリノはこのなかで弱い力で重要な位置を占めます。素粒子の反応は、最終的には必ず安定している物が残ります。ですので弱い力がはたらいた時には最終的にはニュートリノが発生します。

いろいろな素粒子の反応がありますが、弱い力では、素粒子の変更を行います。前述のβ崩壊は弱い力によるもので中性子が陽子にかわります。弱い力では、この反対に陽子が中性子にかわる反応もあります。

ごぞんじのとおり太陽は核融合で輝いています。主として水素からヘリウムへかわる核融合です。水素は陽子１つ、電子１つです。ヘリウムは陽子２つ、中性子２つ、電子４つです。ですから陽子が中性子にかわる反応が必要なのです。これは弱い力が担っています。ニュートリノがないとこの弱い力は発生のしようがないのです。

さらにいえば、私達を身体を構成している炭素や酸素、鉄などの原子は星の核融合でつくられました。しかし私達の身体には微量ですが鉛などのように鉄以上の重い原子があります。これは巨大な星が超新星爆発することによって生まれた原子です。この巨大な星が最期を迎えるとき、中心部からニュートリノが大量に発生し膨大なエネルギーをもっていきます（このニュートリノを観測したことで小柴さんはノーベル賞を受賞しましたね）。このニュートリノが膨大なエネルギーをもっていくからこそ、星の重さを支えきれなくなり、一挙に外側が中心部に落ち込むことにより超新星爆発が発生するのです。

ですからニュートリノがないと、この宇宙は水素だけの寒々しい状態でしょうし、貴方も私も生まれてはこなかったでしょうね。

No.2 回答者： mapascal 回答日時： 2015/10/13 10:53

ご参考まで。

http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~sakemi/snWS/slide …

原子核に対する弱い核力とニュートリノの関係なのだろう。リーマン予想の中でも原子核のエネルギー変化が話題になっていたりする。

No.1 回答者： hakobulu 回答日時： 2015/10/12 22:30

宇宙で一番たくさんある粒子は光子で、２番目がニュートリノだそうです。

島根大学集中講義の２９ページに「ニュートリノの役割」が記されています。
核融合や水素燃焼速度をゆるやかにすることで、かなり重要な役割を果たしているようなことが書いてあります。
わたしのような素人には、ほとんど意味不明ですが、なんとなく刺激的な記述でした。
（他の素粒子にしても同じなのでしょうけど、）とても凄くて有り難い素粒子らしいことだけは伝わってきます。
http://osksn2.hep.sci.osaka-u.ac.jp/~naga/kogi/s …