Początki neutrin
Przygoda z neutrinami trwa już blisko 100 lat, hipoteza tej nowej cząstki pojawiła się bowiem na początku ubiegłego stulecia. Wtedy to odkryto niezachowanie energii w rozpadzie neutronu. W owych czasach nie potrafiono sobie wyjaśnić tego faktu w inny sposób jak przez niewidzialną cząstkę, która unosi tą brakującą energię. Nikt nie zdawał sobie wtedy sprawy z ważności tego odkrycia, można powiedzieć, że dokonało ono wielkiego przewrotu w ówczesnej wiedzy fizycznej
Pojawienie się neutrina nie wyjaśniło bynajmniej wszystkich zagadek, wręcz przeciwnie, pojawiało się coraz więcej pytań bez odpowiedzi. Neutrino okazało się bardzo niewdzięczną cząstką do badania, wykazywało dziwne własności. Powstał Model Standardowy fizyki cząstek, jednak tajemnica neutrina pozostawała nadal niezgłębiona. Przez lata szukano nowych źródeł tych niewidzialnych cząstek. Dopiero rozwój nauki i techniki otworzył nowe możliwości dla fizyki neutrin. Wraz z powstaniem elektrowni jądrowych pojawiły się możliwości produkcji i detekcji tych cząstek. Sztuczne źródła w znacznym stopniu przyczyniły się do odkrycia trzech różnych zapachów neutrin, co stanowiło potwierdzenie modeli teoretycznych.
Jednak do Ziemi dochodzą także neutrina z naturalnych źródeł. W pobliżu naszej planety jest jedna wielka fabryka neutrin, jaką jest nasze Słońce. Badania struktury Słońca i reakcji w nim zachodzących pozwoliło odkryć kilka faktów z życia neutrin. W latach siedemdziesiątych XX wieku rozpoczęły się eksperymenty dedykowane właśnie badaniom neutrin pochodzących ze Słońca. Pierwsze otrzymane tą drogą wyniki nie były jednak zadowalające, okazało się bowiem, że do Ziemi dochodzi o wiele za mało neutrin słonecznych. Szukano rozwiązania problemu niedoboru tych cząstek. Przyjęto dwa warianty, albo standardowy model Słońca był nieprawidłowy, albo istniały dodatkowe procesy, którym podlegały te cząstki. Był to tak zwany Problem Neutrin Słonecznych.
Kwestia neutrin stała się coraz bardziej intrygująca, powstawało wiec coraz więcej eksperymentów skierowanych na ich pomiar. Pojawiały się nowe idee i metody w celu rejestracji większego strumienia neutrin, jednak wyniki nadal były niezadowalające, ciągle brakowało neutrin.
Kolejne detektory były coraz większe, coraz bardziej skomplikowane, coraz droższe. Różne eksperymenty bazowały na różnych ośrodkach, np. SAGE i podobny do niego GALLEX nastawione były na rejestrację neutrin słonecznych w ogromnych zbiornikach galu. W Japonii działał eksperyment Kamiokande, w którym ośrodkiem były tysiące ton bardzo czystej wody, a jego następcą był największy jak dotąd detektor, młodszy brat Kamiokande, Super Kamiokande, w którym było już 50 ton niezwykle czystej wody. To właśnie ten ostatni eksperyment przyniósł rozwiązanie zagadki niedoboru tych neutrin.
Równolegle z rozwojem eksperymentów do przodu szła także wiedza teoretyczna. Brak neutrin można już było wyjaśnić na gruncie mechaniki kwantowej poprzez tak zwany mechanizm oscylacji. Miał on polegać na tym, że neutrino jednego zapachu na swej drodze ze Słońca do Ziemi może zmienić się w neutrino innego rodzaju, którego już nie widzą nasze detektory. Potwierdzenie tego teoretycznego mechanizmu zawdzięczamy właśnie wynikom z SK. Obecnie wiadomo, że oscylacje są faktem i rzeczywiście mają miejsce, jednak mogą im podlegać jedynie cząstki posiadające masę, a do tej pory według Modelu Standardowego neutrino było cząstką bezmasową. Trzeba więc znaleźć jakąś alternatywną teorię, która będzie uwzględniała masy neutrin. Zatem jeden problem pociąga za sobą kolejny.
