Jednymi z najpowszechniejszych cząstek we Wszechświecie są neutrina.
Podobnie jak fotony przewyższają one liczebnie protony i neutrony,
składające się na masywną materię. Stosunek ich liczby
wynosi około miliard do jednego. Każdy centymetr
sześcienny przestrzeni zawiera około stu neutrin będących pozostałością
Wielkiego Wybuchu z początku Wszechświata. W każdej sekundzie 60
miliardów neutrin słonecznych (powstających we wnętrzu
Słońca) przenika przez każdy centymetr kwadratowy powierzchni Ziemi
oraz przez nas!
Mgławica Tarantula i supernowa 1987a
Gdy zabłysła supernowa 1987a, Ziemia została zalana falą
neutrin. Większość z nich przeniknęła przez Ziemię
niezauważona, ale kilka neutrin zostało złapanych w podziemnych
detektorach cząstek elementarnych.
Paradoksalnie neutrina są prawdopodobnie najsłabiej poznanymi
cząstkami. Nie mają ładunku elektrycznego i oddziałują z pozostałą materią
wyłącznie poprzez oddziaływania słabe.
Istnieją trzy rodzaje neutrin, będących elektrycznie neutralnymi
odpowiednikami elektronu oraz jego dwóch cięższych kuzynów, mionu i
taonu. Wszystkie neutrina są dużo lżejsze od swoich naładowanych
partnerów, ale nie mamy pojęcia, o ile lżejsze, ani czy mają
w ogóle masę. Neutrina są tak powszechne we
Wszechświecie, że nawet jeżeli masa każdego z nich jest bardzo
mała, to ich całkowita masa mogłaby zdominować Wszechświat!
Masy neutrin są z pewnością mniejsze niż te, jakie możemy
mierzyć przy pomocy standardowych metod. Stąd eksperymenty przeprowadzane,
by je zważyć, muszą być bardziej pomysłowe. Jednym ze
sposobów jest poszukiwanie neutrin zmieniających się, czy inaczej
"oscylujących", z jednego rodzaju w inny. Zjawisko to byłoby możliwe wtedy i
tylko wtedy, gdyby jeden lub więcej rodzajów neutrin posiadał masę.
Ekscytująca możliwość oscylacji neutrin mogłaby tłumaczyć, dlaczego
do Ziemi dociera mniej neutrin słonecznych, niż się przewiduje. Obecne
detektory wychwytują bowiem tylko jeden typ neutrin - neutrina elektronowe.
Eksperymenty w CERN-ie testują również, czy neutrina oscylują
przy wyższych energiach niż te, jakie produkuje Słońce. W tym celu
używa się wiązek neutrin produkowanych w zderzeniach innych
cząstek.
