Neutrinový detektor - Biblioteka.sk

Upozornenie: Prezeranie týchto stránok je určené len pre návštevníkov nad 18 rokov!
Zásady ochrany osobných údajov.
Používaním tohto webu súhlasíte s uchovávaním cookies, ktoré slúžia na poskytovanie služieb, nastavenie reklám a analýzu návštevnosti. OK, súhlasím


Panta Rhei Doprava Zadarmo
...
...


A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Neutrinový detektor
 ...
První pozorování neutrina v bublinkové komoře, 13. listopadu 1970. Neutrino se srazilo s protonem v jádru vodíku. Srážka nastala v pravé části snímku v místě, odkud vychází tři stopy částic.

Neutrinový detektor je zařízení umožňující zachycení neutrina a jeho detekci.

Detekce neutrin je vzhledem k jejich velké netečnosti k normální hmotě obtížná. K detekci lze využít tři procesy – interakci neutrin s nukleony, pružný rozptyl neutrina na elektronu nebo jádru a interakce vysokoenergetických neutrin s protony za vzniku mionů μ.

Interakce neutrin s nukleony

Jedná se v podstatě o obrácení procesu beta rozpadu. Elektronové neutrino νe interaguje s neutronem a proběhne reakce:

Nebo elektronové neutrino interaguje s protonem a pak proběhne reakce:

Interakce neutrin s protony využili v roce 1956 F. Reines a C. Coward z laboratoří v Los Alamos k první úspěšné detekci neutrin.[1]

Pro detekci neutrin pomocí interakce s neutronem je třeba zvolit takové jádro, kde přeměna neutronu na proton vede ke vzniku radioaktivního jádra. Interakce neutrina se pak prozradí radioaktivním zářením, které lze snadno detekovat. V praxi se nejdříve využívalo jader chlóru 37Cl (např. v neutrinovém detektoru v Jižní Dakotě), které se interakcí změnilo na radioaktivní argon 37Ar, nyní se používá gallium 71Ga, které se zachycením neutrina přemění na radioaktivní germanium 71Ge.

Pružný rozptyl neutrina na elektronu

Rychle letící neutrino n se srazí s elektronem e nebo jádrem atomu, odrazí se od něj jako neutrino s nižší energií, přičemž předá elektronu část své energie. Odražený elektron se pohybuje většinou ve směru původního neutrina n a může být zaregistrován (např. při vysílání Čerenkovova záření).

Na principu rozptylu neutrina na elektronu je založen Neutrinový detektor Kamioka nebo Sudbury Neutrino Observatory.

Interakce vysokoenergetických neutrin s protony za vzniku mionů

Při této detekci se využívá jako detekční prostředí led nebo voda. Při nárazu vysokoenergetického neutrina na proton (vodíkové jádro) vznikne mion μ o vysoké energii, který se prozradí čerenkovovým zářením, které vzniká podél jeho dráhy pohybu ledem nebo vodou.

Na tomto principu pracuje projekt AMANDA, IceCube nebo BAJKAL.

Důležité neutrinové detektory

Neutrinové detektory
Experiment Citlivost Typ detektoru Detekční látka Proces detekce Reakce Prahová energie neutrin Odkazy
BOREXINO,
Gran Sasso, Itálie
nízkoenergetické sluneční scintilační H2O + PC+PPO
PC=C6H3(CH3)3
PPO=C15H11NO
pružný rozptyl
+ e + e 250–665 keV
CLEAN nízkoenergetické sluneční ,
a ze supernov a pulsarů
scintilační tekutý neon
pružný rozptyl
+ e + e
+ 20Ne → + 20Ne
10-20 [2]eV
GALLEX,
Gran Sasso, Itálie
sluneční radiochemický GaCl3 (30 t Ga)
tok nabitých částic
+71Ga → 71Ge+e 233,2 keV
GNO,
Gran Sasso, Itálie
nízkoenergetické sluneční radiochemický GaCl3 (30 t Ga)
tok nabitých částic
71Ga → 71Ge+e 233,2 keV Archivováno 2. 10. 2006 na Wayback Machine.
Double Chooz, Chooz neutrina z jaderného reaktoru scintilační organický Gd-Komplex tok nabitých částic
(interakce neutrin s nukleony)
+ p+→n + e+ 1.8 MeV
HERON hlavně nízkoenergetické
sluneční
scintilační supratekuté helium
tok neutrálních částic
+ e + e 1 MeV
Homestake–Chlorine,
opuštěný důl Homestake, Jižní Dakota, USA
sluneční radiochemický C2Cl4 (615 t)
tok nabitých částic
37Cl+37Ar*+e
37Ar*37Cl + e+ +
814 keV
Homestake–Iodine,
opuštěný důl Homestake, Jižní Dakota, USA
sluneční radiochemický NaI
pružný rozptyl,
tok nabitých částic
+ e + e
+ 127I → 127Xe + e
789 keV
ICARUS,
Gran Sasso, Itálie
sluneční a neutrina procházející atmosférou,
a také , , , jejímž zdrojem je CERN
detektor Čerenkovova záření tekutý argon
pružný rozptyl
+ e + e 5,9 MeV
Neutrinový detektor Kamiokande,
Kamioka, Japonsko
sluneční a neutrina procházející atmosférou, detektor Čerenkovova záření H2O
pružný rozptyl
+ e + e 7,5 MeV
Super Kamiokande,
Kamioka, Japan
sluneční a neutrina procházející atmosférou, , ,
a také, , , jejímž zdrojem je KEK
detektor Čerenkovova záření H2O
pružný rozptyl,
tok nabitých částic
+ e + e
+ n° → e + p+