ニュートリノに質量がある証拠をわかりやすく説明！

2015年のノーベル物理学賞を梶田隆章［*1］さんが受賞した。受賞理由はニュートリノに質量があることを示すニュートリノ振動を発見したことである。

ではなぜニュートリノ振動がある＝質量があるにつながるのか？それを一番わかりやすく説明してくれていた。

2015/12/12放送の「とことん知りたい！ノーベル賞」から

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スーパーカミオカンデ

岐阜県飛騨市神岡町。鉱山の跡地、地下1000mに作られたスーパーカミオカンデは、高さ41m、直径39mのタンクで、その壁には1万1000個の光電子増倍管が並ぶ。その総工費は100億円！

ニュートリノ振動の発見

梶田さんがこのスーパーカミオカンデでニュートリノが質量を持つことを示すニュートリノ振動を発見した。

そこで気づいたのが、上空から来るニュートリノ数より、地球の裏側から飛んで来る数がかなり少なかったこと。

梶田さんが観測していたのは、大気中で発生する大気ニュートリノ。ニュートリノはある程度長い距離を飛ばないと振動しない。そのニュートリノが変身（振動）するのが500kmほど。

地球の裏側から来たニュートリノは振動をはじめ、観測できないニュートリノ［*2］に変わってしまったため、数が減ったという考えに至ったという。

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振動する＝質量があるにつながるのか

ニュートリノ振動がある＝ニュートリノに質量があると、考えるとなぜニュートリノに質量があると理解するのは困難だ。そこで、次のように考えると振動（変身）していることが、質量があることが理科できる


①もしニュートリノが光のスピードで飛んでいるとしたら、時間が止まっているので姿は変わらない。

②ニュートリノが、ニュートリノ振動によって姿が変わっているということは時間が進んでいることになり、光よりゆっくり進んでいることになる。

③光よりゆっくり進んでいる＝光のスピードに達していない＝質量がある
と言う理論なのだ。

補足情報

［*1］東京大学 宇宙線研究所 所長

［*2］スーパーカミオカンデで観測できるニュートリノは、3種類あるうちの2種類だけである。

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