Sudbury Neutrino Observatory

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Fizyka poza modelem standardowym
CMS Higgs-event.jpg
Symulowany obraz z detektora CMS przedstawiający Bozon Higgsa uzyskany przez kolizję protonów rozpadających się na dżety hadronów i elektrony
Model standardowy
Detektor SNO

Sudbury Neutrino Observatory (SNO) – podziemny detektor neutrin ulokowany głęboko pod ziemią. Znajduje się w pobliżu Sudbury w Kanadzie w prowincji Ontario. W SNO prowadzono między innymi podziemny eksperyment od listopada 1999 r. do stycznia 2001 r. SNO jest obecnie modyfikowany w przygotowaniu do eksperymentu „SNO+”.

Opis techniczny[edytuj | edytuj kod]

Detektor neutrin SNO zbudowano w kopalni niklu na głębokości 2073 m (lokalizacja pod ziemią redukuje „szum” tworzony przez promienie kosmiczne zatrzymywane na skałach, przez które przelatują neutrina). Obiektem badawczym jest zbiornik ciężkiej wody o średnicy 12 m i pojemności 1000 ton, zawierający około 1 tony krystalicznego indu. Gdy neutrino uderza w jądro indu następuje emisja elektronu i promieniowania gamma (fotonu).

Poza wielkim zbiornikiem krystalicznie czystej wody, detektor SNO uzupełnia mniejsza kula wypełniona tysiącem ton tzw. ciężkiej wody, w której atomy zwykłego wodoru zastępuje deuter. Dzięki zwykłej wodzie można było określić liczbę neutrin słonecznych, nie rozróżniając ich typu. Natomiast ciężka woda pozwala stwierdzić, ile do nas dociera neutrin elektronowych. Prowadząc pomiary wyznaczono strumień neutrin elektronowych. Dla określenia zaś łącznego strumienia neutrin wykorzystano wyniki Super-Kamiokande. Znając te dwie wartości oraz wiedząc, że Słońce jest niemal wyłącznie źródłem neutrin elektronowych, można było stwierdzić, że dwie trzecie tych cząstek zmienia swoją tożsamość w drodze na Ziemię w wyniku tzw. oscylacji neutrin.

W detektorze SNO rejestruje się ponadto inne reakcje jądrowe:

  • neutrino może być absorbowane przez jądra deuteru, które przekształcają się w 2 neutrony, emitując promieniowanie beta
  • neutrino może oddziaływać z elektronem ciężkiej wody, bez przekształcenia cząsteczki, jedynie przekazuje energię (efekt kuli bilardowej), a kierunek emisji elektronu pozwala na określenie kierunku, z którego pojawiło się neutrino
  • neutrino może powodować dysocjację nukleonów w deuterze, co w konsekwencji powoduje, że uwolniony neutron koliduje z następną cząsteczką deuteru tworząc tryt:
    Radioaktywny tryt transformuje się w jądro helu He-3, emitując elektron i neutrino elektronowe. Według przeprowadzonych pomiarów neutrino elektronowe w rozpadzie trytu ma masę poniżej 15 eV:
{}^{3}_{1}\hbox{H}\;\to\;^{3}_{2}\hbox{He}\;+\;{e^-}+\bar{\nu}_e

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]