Sudbury Neutrino Observatory

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
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

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]

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 (D2O) 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). Fotony są wykrywane przez 9456 sensorów (fotopowielaczy), rozmieszczonych na sferze o średnicy 17 metrów, otaczającej zbiornik z ciężką wodą[1].

Zbiornik ciężkiej wody wykonany jest ze szkła akrylowego i znajduje się w cylindrycznym zbiorniku o średnicy 22 i wysokości 34 metrów, wypełnionym czystą wodą[2][1], dzięki której 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]

Przypisy

  1. a b First Results from the Sudbury Neutrino Observatory Explain the Missing Solar Neutrinos and Reveal New Neutrino Properties (ang.). Sudbury Neutrino Observatory, 2001-06-01. [dostęp 2015-10-08]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-09-05)].
  2. The Sudbury Neutrino Observatory - Canada's eye on the universe (ang.). cerncourier.com, 2001-12-04. [dostęp 2015-10-08].

Linki zewnętrzne[edytuj]