נייטרינו טאואוני

נייטרינו טאואוני (Tau neutrino, סימול: ντ) הוא חלקיק יסודי מהדור השלישי במודל הסטנדרטי.

הוא פרמיון (סוג חלקיק עם ספין חצי). כמו כל ניטרינו, אין לו מטען חשמלי ואין לו "צבע" קווארקי (מטען הקשור לכוח החזק). לספין יש ערך ½ והמסה שלו קטנה מאוד. הנייטרינו לא מגיב עם הכוח האלקטרו‑מגנטי ולא עם הכוח החזק. הוא כן משתתף באינטראקציה חלשה (כוח חלש שאחראי למשל על דעיכה רדיואקטיבית), ולכן הסיכוי שיתקשר עם חומר נמוך מאוד.

נייטרינו טאואוני נוצר כאשר טאו (חלקיק מהדור השלישי) מתפרק ללפטון קל יותר, כמו מיואון או אלקטרון. חלקיק הטאו חי זמן קצר מאוד, בסדר גודל של כ־300 פמטו‑שניות (פמטו‑שנייה = 10⁻¹⁵ שניות). זמנו הקצר הקשה על זיהוי הנייטרינו המקביל במשך שנים.

קיומו של נייטרינו טאואוני הוצע לאחר גילוי חלקיק הטאו ב‑1978 במאיץ SLAC. ההבנה הייתה שאם יש טאו, אז יש לו גם נייטרינו תואם, להשלים את המודל הסטנדרטי.

בשנת 2000 דיווחו צוותים בפרמילאב (Fermilab) על הצפייה הישירה בנייטרינו טאואוני בניסוי DONUT (Direct Observation of the ντ). ניסוי זה זיהה אינטראקציות נדירות של נייטרינו טאואוני ושימש גם למדידת חתך הפעולה שלהם (הסיכוי שהנייטרינו יתערבב או יגיב עם חומר).

ניסוי OPERA, במעבדה התת‑קרקעית גרן ססו באיטליה, בחן קרן נייטרינו שיצאה מ‑CERN. הניסוי הראה שמה שנשלח כנייטרינו מיואון יכול "להתנודד" ולהפוך לנייטרינו טאואוני במהלך המסע. התנודה (oscillation) היא התהליך שבו נייטרינו משנים את סוגן. במהלך ההרצה דיווחו החוקרים גם שחלקיקים נראו מגיעים כמה מיליארדיות שנייה (ננו‑שניות) מוקדם מהצפוי ביחס למהירות האור באותו מרחק.

נייטרינו טאואוני הוא חלקיק מאוד קטן. חלקיק קטן מאוד נקרא נייטרינו.

הוא לא חשמלי. אין לו מטען חשמלי. הוא גם לא מגיב הרבה עם חומר. זה אומר שהוא עובר דרך דברים בלי להיתקל בהם.

נייטרינו טאואוני נוצר כשחלקיק שנקרא טאו מתפרק. טאו מתפרק לחלקיקים קלים יותר. אז נוצר הנייטרינו של הטאו.

אחרי שמצאו את הטאו בשנת 1978, ציפו שיש גם נייטרינו שלו.

בשנת 2000 ניסוי בשם DONUT במעבדות פרמילאב זיהה לראשונה נייטרינו טאואוני. זה היה קשה כי הם נדירים.

ניסוי אופרה שלח נייטרינו מ‑CERN לאיטליה. הם גילו שנייטרינו יכולים להשתנות מסוג אחד לאחר. המדענים גם ראו שהן הגיעו קצת מוקדם מהצפוי, הפרש קטן מאוד.