Оглавление
- 1 Детектор нейтрино
- 1.1 Детекторы нейтрино
- 1.2 История и источники нейтрино
- 1.3 Методы обнаружения нейтрино
- 1.4 Современные детекторы
- 1.5 Размеры нейтринных детекторов
- 1.6 Преимущества природных сред
- 1.7 Примеры детекторов
- 1.8 Радиодетекторы
- 1.9 Следящие калориметры
- 1.10 Когерентный детектор отдачи
- 1.11 Подавление фона
- 1.12 Нейтринные телескопы
- 1.13 Подземные нейтринные обсерватории
- 1.14 Другие эксперименты
- 1.15 Полный текст статьи:
- 2 Детектор нейтрино
Детектор нейтрино
-
Детекторы нейтрино
- Физические приборы для изучения нейтрино
- Должны быть большими из-за слабого взаимодействия нейтрино с веществом
- Часто строятся под землей для изоляции от фонового излучения
-
История и источники нейтрино
- Нейтрино вездесущи, но трудно обнаружимы
- Созданы во время Большого взрыва и в результате ядерных реакций
- Могут быть вызваны событиями во Вселенной
-
Методы обнаружения нейтрино
- Сцинтилляторы: антинейтрино обнаружены в 1956 году, KamLAND и Borexino используют аналогичные методы
- Радиохимические методы: детекторы хлора и галлия, чувствительны к нейтрино с низкой энергией
- Детекторы Черенкова: используют черенковское излучение для определения направления и энергии нейтрино
-
Современные детекторы
- Super-Kamiokande: 50 000 тонн воды, 11 000 фотоумножителей
- SNO: 1000 тонн тяжелой воды, акриловый пластик, 22 метра в диаметре
- MiniBooNE: минеральное масло, сцинтилляционный свет для мюонов и протонов с низкой энергией
-
Размеры нейтринных детекторов
- Поток нейтрино уменьшается с увеличением энергии, что требует увеличения размеров детекторов.
- Подземные кубические детекторы размером в километр были бы слишком дорогими.
- Детекторные матрицы Черенкова могут быть установлены в природных водных или ледяных образованиях.
-
Преимущества природных сред
- Водные и ледяные среды частично защищают от атмосферных мюонов.
- Эти среды прозрачны и темны, что важно для обнаружения слабого черенковского света.
-
Примеры детекторов
- ANTARES: работает с 2008 года, использует морскую воду как детекторную среду.
- KM3NeT: будет иметь объем около 5 км3, строится с 2013 года.
- AMANDA: работала с 1996 по 2004 год, использовала лед как детекторную среду.
- IceCube: работает с 2004 года, использует лед как детекторную среду, имеет объем около 1 км3.
-
Радиодетекторы
- Radio Ice Cherenkov: использует антенны для обнаружения черенковского излучения.
- ANITA: регистрирует излучение Аскаряна в Антарктиде.
- Гренландская радионейтринная обсерватория: использует эффект Аскаряна для обнаружения нейтрино с энергией >10 ПэВ.
-
Следящие калориметры
- Используют чередующиеся поверхности поглотителя и детектора.
- Сталь является популярным поглотителем, жидкий или пластиковый сцинтиллятор — активным детектором.
- Полезны для нейтрино высокой энергии, взаимодействующих с нейтральными и заряженными токами.
-
Когерентный детектор отдачи
- Использует когерентное упругое рассеяние нейтрино на нейтральном токе между ядрами.
- Не зависит от типа нейтрино, компактен и эффективен.
-
Подавление фона
- Эксперименты с нейтрино высоких энергий используют детекторы “вето” для подавления космических лучей.
- Для экспериментов с низкой энергией космические лучи не являются проблемой, но расщепляющиеся нейтроны могут имитировать сигналы.
-
Нейтринные телескопы
- Используются для астрофизических наблюдений, так как многие астрофизические события испускают нейтрино.
- Примеры: ANTARES, KM3NeT, IceCube, DeepCore, PINGU.
-
Подземные нейтринные обсерватории
- Баксанская нейтринная обсерватория, LNGS, JUNO, Судан-2, МИНОС, CDMS, Камиока, Монблан, ДЮНА, SNOLAB.
-
Другие эксперименты
- ГАЛЛЕКС, нейтринный эксперимент на реакторе Дайя-Бей, эксперимент Тауэра, ANITA.