esy kształtu widm pędów elektronów i pozytonów. (Oczywiście widma energii i pędów są ze sobą jednoznacznie powiązane - poprzez "przeskalowanie'' osi odciętych). Różnica w kształcie widm czastek i wynika przede wszystkim z różnicy znaków ich ładunków (e, powstały w procesie przemiany jest przyciągany przez jądro, a więc wyhamowywany, e zaś - odpychany); dodatkowo na kształt widm wpływa fakt, że w rozważanych procesach powstają różne jądra, a więc mamy do czynienia z różnymi stanami końcowymi.
Historia hipotezy istnienia neutrina. We wczesnym okresie badania promieniotwórczości sądzono, że ciągłość obserwowanego widma elektronów wynika ze strat energii w ośrodku materialnym, w jakim poruszają się elektrony, zanim dotrą do detektora, umożliwiającego pomiar ich energii. Staranne pomiary wykazały jednak, że już w akcie przemiany elektrony powstają z różnymi energiami. Aby nie rezygnować z powszechnie obowiązujących zasad zachowania energii i pędu należało przyjąć, że wraz z elektronem powstaje jeszcze jedna cząstka, neutralna, o bardzo małej, bądź zerowej masie. Tą trzecią cząstką nie mógł być kwant , cząstka o spinie całkowitym. Z zasady zachowania momentu pędu wynikało, że taka cząstka musi mieć spin połówkowy. Najprostszy przypadek rozpadu to rozpad swobodnego neutronu: np+e+?. Widać od razu, że trzecia cząstka, symbolizowana znakiem zapytania, musi mieć spin połówkowy. W 1931r. W. Pauli wysunął hipotezę istnienia cząstki neutralnej (nazwanej przez Fermiego neutrinem) przyjmując, że ma ona masę zerową i spin równy oraz że charakteryzuje się niezwykle słabym oddziaływaniem z materią, co tłumaczyło niepowodzenia prób detekcji tej cząstki [2]. Dopiero po upływie blisko trzydziestu lat, w 1956r. Reines i Cowan przeprowadzili eksperyment, który można uważać za pierwszy, bezpośredni, eksperymentalny dowód istnienia
neutrina
. W doświadczeniu tym wykorzystano słaby proces oddziaływania odwrotnego w stosunku do rozpadu , tj. proces (+pn+. Ze względu na bardzo mały przekrój czynny na taki proces, zastosowano: - obfite źródło antyneutrin elektronowych, jakie stanowi reaktor jądrowy (por. rozdz.6.3), - bardzo dużą tarczę protonów, wchodzących w skład ciekłego scyntylatora (o objętości ok.1,4·103l).
Rysunek 5.16 przedstawia schematycznie procesy, zachodzące w detektorze. Pozyton, powstający wraz z neutronem (w wyniku oddziaływania antyneutrina elektronowego z protonem), ulega spowolnieniu w materiale detektora, po czym anihiluje w procesie oddziaływania z jednym z elektronów ośrodka, w wyniku czego emitowane są dwa kwanty ; wynoszą one energię równą dwu masom elektronu. Neutron powstały w oddziaływaniu ulega spowolnieniu w materiale detektora, po czym oddziałuje z jądrem kadmu, stanowiąceg
|