6.19 De paradoxen van neutrino’s

Extreem weinig interactie
De deeltjesfysica kan niet goed verklaren hoe het mogelijk is dat neutrino’s zo extreem weinig interactie vertonen met andere materie. Een mogelijke verklaring zou zijn dat neutrino’s ongevoelig zijn voor de strong force en de EM force. Verder hebben ze een zeer geringe massa en zijn daardoor weinig gevoelig voor zwaartekracht. Blijft over de voornaamste wisselwerking van neutrino’s: de weak force. Deze is echter alleen effectief op zeer kleine afstanden. Het heet niet voor niets de weak force. De combinatie van deze factoren zou neutrino’s de mogelijkheid geven bijna ongehinderd materie te laten passeren. Men heeft uitgerekend dat een blok lood met een dikte van een lichtjaar (9,5 biljoen km) nodig is om de helft van de neutrino’s die hierop afgevuurd worden tegen te houden. Maar klopt deze verklaring wel? Met deze argumenten zouden fotonen nog minder wisselwerking moeten vertonen met materie dan neutrino’s. En dat is niet zo. Fotonen hebben juist veel interactie.

In termen van relatiefysica zijn neutrino’s gewoon niet vaak een geschikte kandidaat voor uitwisseling van informatie met andere materie. Ze zijn wel een goede match voor fotonen. Het zijn dan ook de interacties met fotonen die de (instabiele) varianten elektron-neutrino, muon-neutrino en tau-neutrino kunnen creëren. Zie hiervoor paragraaf 6.24 over 2e en 3e generatie fermionen.

De rol die neutrino’s spelen bij de weak force is te lezen in paragraaf 6.18. Deze wisselwerking koppelt informatie via neutrino’s of antineutrino’s los van, of voegt het toe aan, andere fermionen. Daarbij ontstaan nieuwe deeltjes, en komt energie vrij of wordt massa toegevoegd.

Alleen linkshandige neutrino’s en rechtshandige antineutrino’s
De deeltjesfysica heeft geen verklaring voor het ontbreken van rechtshandige neutrino’s en linkshandige antineutrino’s. In termen van relatiefysica zijn neutrino’s met hun twee gefixeerde relaties echter gewoon te eenvoudig van samenstelling om in combinatie met de richting van ontwikkeling van het universum een linkshandige- en rechtshandige variant de kunnen creëren. Chiraliteit is geen objectieve eigenschap. Het begrip heeft alleen betekenis voor een waarnemer. Omdat een neutrino slechts twee armen – twee gefixeerde verstrengelingen – heeft, kan één van deze twee een relatie aangaan met de waarnemer en vervolgens kan de ander door de ontwikkelingsrichting van het universum nog slechts één soort gedrag vertonen. Voor materie hebben we dit linkshandig genoemd. Voor antimaterie is het rechtshandig.

Waar halen neutrino’s hun massa vandaan?
Op basis van theorieën uit de deeltjesfysica zouden neutrino’s geen massa kunnen hebben, want om massa uit het Brout-Englert-Higgsveld (ook wel Higgs mechanism, Higgs field of Higgsveld) te kunnen verkrijgen is het nodig dat er zowel linkshandige als rechtshandige neutrino’s zijn. Het Higgsveld is een hypothetisch energieveld dat zou moeten bestaan om het standaardmodel van de deeltjesfysica kloppend te maken. Maar er zijn geen rechtshandige neutrino’s. En toch zouden neutrino’s wél massa moeten hebben, om het ‘solar neutrino problem’ te kunnen oplossen. Neutrino oscillatie, een superpositie van verschillende generaties neutrino’s met verschillende massa’s, moet dit probleem verklaren. En daar is ……. massa voor nodig. Voilà, een joekel van een paradox. Wetenschappers zijn nu op jacht naar rechtshandige neutrino’s. Maar of dat gaat lukken……..?

De relatiefysica heeft geen Higgsveld nodig om ‘massa’ (het ongemak van herverdeling van informatie) te verklaren. Een neutrino is complexer dan een foton en heeft daardoor ‘massa’.