Thursday, October 6, 2011

Neutriinod




1930. pakuti välja elektron neutriinode olemasolu kuna elektroni või positroni tekitaval beeta lagunemisel paistis eraldunud elektronidel/positronidel liiga vähe energiat. Neutriinodel puudub laeng ja nende mass on osakeste hulgas üks väiksemaid. Elektron neutriino energia hulk on kuni umbes nähtava valguse footoni energiaga. Neutriinode jälgimist raskendab nende vähene vastastikmõju mateeriaga ning need võivad läbida Maa. Vee tihedusega keskkonnas võivad need kokkupõrgete vahel keskmiselt läbida distantsi, mis võrdub ~10 kordse distantsiga Maa ja päikese vahel ning tinas on arvutatud ka üle valgusaasta pikkust läbimisvõimet enne kokkupõrget. Ka sellise madala aktiivsusega on võimalus, et mõni neist reageerib detektoris oleva aatomiga. Nende tihedus võib universumis olla ~100 neutriinot kuupsentimeetri kohta. Kui mikrolaine footonite taustkiirgus lisab universumis 2,7 kraadi soojust, siis neutriinod lisavad ~2 kraadi.  
Neutriinod võivad aatomitele mõju avaldada teadaolevalt ainult nõrga vastastikmõjuga, mis muudab prootoneid neutroniteks või vastupidi.

Neutriino detektorid on sügaval maa all asuvad veemahutid, mille valguse detektorid otsivad neutriinode reaktsioonidel tekkinud tuumareaktoritele omast sinakat Cerenkov'i kiirgust. Cerenkov'i kiirgus tekib kui osake liigub keskkonna kohalikust valguse kiirusest kiiremini. Aeglustudes kohaliku valguse kiiruseni tekitavad need koonusekujulise lainetuse analoogselt veel sõitva paadiga kui paat liigub vee lainetest kiiremini. 
Lainete koonuse järgi võib leida liikuva objekti kiiruse. Valemis on valguse kiirus c, osakese kiirus v ja keskkonna murdumisnäitaja n. Kiire aeglustumise tõttu on see valgus nähtav  umbes 10 miljardikku sekundist. 

Üheks detektoriks on Sudbury detektor. See asub 2 km sügavusel sisaldades 1000 tonni deuteeriumiga vett ja selle ümber olevat suuremat tavavesinikuga vee mahutit. Ümber on 9500 valguse detektorit.
Valgust tekitavad reaktsioonid, mida Sudbury detektoris otsitakse. Deuteerium on d, p prooton, n neutron, v neutriino ja e elektron. Deuteeriumiga detektorid võivad tuvastada kõiki neutriinosid. Päeval ja öösel paistab samas palju neutriino reaktsioone. Päikesest pärit neutriinode valguskoonused on päikesega samal sirgel.
Detektor asub sügaval maa all, et vähendada kosmilise kiirguse jälgi kuigi ka need ulatuvad mitukümmend korda päevas detektorini tekitades neutriinodest tugevama reaktsiooni.
1987A supernoovaga (180 000 valgusaasta kaugusel) seostatud neutriinode jälg. ~15 sekundi jooksul leiti 10 energilist neutriino reaktsiooni. Sellised reaktsioonid mõõdeti mitu tundi enne supernoova visuaalset leidmist.

Päikesest pärit elektron neutriinode hulk on detektorites 2-3 korda väiksem kui peaks hinnanguliselt päikesest tulema (5 miljonit ruutsentimeetrile sekundis) kuid neutriinode arv kattub hinnangutega kui neutriinod saavad ühest vormist teise muutuda ning kõik pole ühtlaselt kergesti tuvastatavad. Sudbury andmete järgi on selline muutumine võimalik.

No comments:

Post a Comment