1. Conservation de l'énergie et de l'élan:
* bêta de décomposition: Au début du XXe siècle, les scientifiques ont observé un type de désintégration radioactive appelée décomposition bêta, où un neutron dans un atome se désintègre dans un proton, un électron et une particule inconnue.
* Énergie et élan manquants: Le problème était que l'électron émis dans la décomposition bêta n'a pas toujours porté la quantité d'énergie attendue, violant la conservation de l'énergie et de l'élan.
* L'hypothèse de Wolfgang Pauli: Pour résoudre ce problème, Wolfgang Pauli a proposé en 1930 qu'une particule non détectée, neutre et très légère était émise aux côtés de l'électron. Cette particule a ensuite été nommée "Neutrino" par Enrico Fermi.
2. Prédictions théoriques:
* Théorie de Fermi des interactions faibles: En 1934, Fermi a développé sa théorie des interactions faibles, qui décrivaient les forces impliquées dans la décroissance bêta. Cette théorie a incorporé le neutrino comme une particule fondamentale impliquée dans ces interactions.
* Réactions nucléaires: Le neutrino devrait également jouer un rôle dans d'autres réactions nucléaires, comme la fusion nucléaire dans les étoiles.
3. Conseils expérimentaux:
* Recul des atomes: Les scientifiques ont observé que dans certains événements de décroissance bêta, l'atome s'est reculé d'une manière qui suggérait qu'une seconde particule portait une partie de l'élan. Cela a en outre soutenu l'existence du neutrino.
4. La nécessité d'une particule neutre:
* Physique nucléaire: Le développement de la physique nucléaire au début du 20e siècle a conduit à comprendre que les protons et les neutrons étaient des particules fondamentales. Ce modèle a nécessité l'existence d'une particule neutre, qui était initialement considérée comme le neutrino.
Détection:
Il a fallu près de 25 ans après l'hypothèse de Pauli pour que le neutrinos soit détecté directement. Cela a été accompli en 1956 par Clyde Cowan et Frederick Reines utilisant un réacteur nucléaire comme source de neutrinos.
En résumé, le neutrino existait bien avant d'être détecté en raison de la nécessité d'expliquer l'énergie et la conservation de la quantité de mouvement dans la décroissance bêta, des prédictions théoriques basées sur des interactions faibles, des indices expérimentaux et la compréhension globale de la physique nucléaire.
