בטבע קיים חלקיק חסר מטען חשמלי וכמעט חסר מסה בשם ״נייטרינו״. למעשה, קיימים שלושה חלקיקים כאלו הדומים מאוד אחד לשני בתכונותיהם. הם נקראים ״נייטרינו של האלקטרון״, ״נייטרינו של המיואון״ ו״נייטרינו של הטאו״.
חלקיקי הנייטרינו הם חמקמקים מאחר והם חסרי מטען חשמלי וגם חסרי מטען חזק. יש להם רק מטען חלש - ופרוש הדבר שהם מבצעים פעולת גומלין עם האלקטרון (או עם חלקיקים אחרים) לעתים נדירות. על פי רוב, אנו מגלים חלקיקים בעזרת התגובה האלקטרומגנטית שלהם עם חלקיקים אחרים. אולם מאחר וחלקיקי הנייטרינו לא מקיימים תגובות אלקטרומגנטיות, הם קשים מאוד לגילוי. בכל זאת, ניתן לגלות אותם בעזרת גלאים מדוייקים.
בשנות השישים של המאה הקודמת תאורטיקנים חישבו את שטף הנייטרינו שנפלט מהשמש בתהליך הנקרא ״דעיכת בטא״. בנוסף הם חישבו כמה מהנייטרינו צריכים להגיע לכדור-הארץ ולמרבה ההפתעה הם גילו שרק כשליש מחלקיקי הנייטרינו מתגלים על פני כדור-הארץ [1].
הפתרון לתעלומה ניתן על-ידי הפיזיקאי הדגול פונטקורבו: מסתבר שחלקיקי הנייטרינו משנים את זהותם תוך כדי תנועתם בין השמש לכדור-הארץ [2].
איך קורה הדבר? הנייטרינו שנפלט מהשמש הוא נייטרינו של האלקטרון. כאשר נע הנייטרינו של האלקטרון אל עבר כדור-הארץ הוא מתנדנד בין זהויות שונות וכאשר הוא נקלט בכדור-הארץ הוא מופיע לעתים כנייטרינו של האלקטרון, אך במרבית המקרים כנייטרינו אחר. זאת הודות לנפלאות תאוריית הקוונטים שבה נייטרינו יכול להיות בשלוש זהויות בו זמנית.
בעבר סברו שחלקיקי הנייטרינו הם חסרי מסה, אולם שינוי הזהות של חלקיקי הנייטרינו משמעותה שלחלקיקי הנייטרינו יש מסה.
התנודות הללו שתיארנו, של הנייטרינו, אוששו בניסוי וזיכו את טאקאקי קאג׳יטה וארתור מקדונלד בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2015 [3].
מאת עדי ארמוני וצרי בריקנר
[1] על בעיית הנייטרינו
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_neutrino_problem
[2] על תנודות הנייטרינו:
https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_oscillation
[3] על פרס הנובל בפיזיקה לשנת 2015:
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2015/press-release/