ニュートリノ

中性子は、ほおっておくと崩壊して、電子と陽子に分離してしまう。
これを「ベータ崩壊」と言う。

この「ベータ崩壊」について研究をすすめてみると、とんでもない問題が持ち上がってきた。

その問題とは、「エネルギー保存の法則」「運動量保存の法則」が成り立たないということだ。

簡単なところで、「運動量保存の法則が成り立たない」ってことについて述べよう。

たとえば。
静止しているビリヤードのボールを「チョイヤー」と、空手チョップで壊して、2つに割ってみよう。仮に、1個の破片が、「東」 に飛んでいったならば……、もう1個の破片は、必ず 「西」 に飛んでいく。これは、運動量が保存されるためであり、2個の破片は、必然的に「正反対の方向」に飛んでいくことになる。

が、ベータ崩壊はそうはなっていなかった。
もう1個が、ちょっと斜めに飛んでいくのだ。



おっとっと。これでは、物理学の基本中の基本である「運動量保存の法則」が満たされないではないか?

これについて、物理学の大御所であるボーアが、
原子核の中のミクロの世界では、もはやエネルギー保存則や運動量保存則が成り立たない
ということまで提唱しだしたため、科学界は大混乱に陥る。

しかし、パウリという毒舌家の科学者が、ボーアに待ったをかける。

そんなわけあるか!エネルギー保存の法則が成り立たないなんてことが、あるわけないだろ!

まぁ、それはそれで理性的な判断だ。保存則が成り立たないとは、「1 − 1 = 0.5」と言っているようなものだからだ。つまり、エネルギーや運動量については、もう足し算や引き算が成り立たないと言っていることになる。

じゃあ、どうすれば良いか?

簡単だ。

つじつまが合うように、しちゃえばいい。つまり、ベータ崩壊するときに、エネルギーや運動量の帳尻が合うように、未知の「?粒子」が飛び出していると考えればいいのだ。



おそらく、この未知の粒子は、電気的に中性で、質量もほぼゼロに近いものであるため観測される見込みは薄い……本当にあるかどうかもわからない……。だけども!とにかく、こういう粒子が飛び出していることにすれば、エネルギー保存則は成り立つ! ジャンジャン!

このようにして、パウリは、「電気的に中性で、ものすごく小さい未知の粒子」として、「ニュートリノ」という粒子の存在を予言したのである。(1930年 別名パウリの救済策)

(補足)
ちなみに、ベータ崩壊のときに発生するニュートリノは、実は、ニュートリノの反物質であることが後に判明し、最終的には、「反ニュートリノ」と呼ばれることになる。


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