O mundo Surreal de detectores de neutrinos | Incrível Mundo.
Observação: Esta é uma tradução publicada para fins educacionais e pode conter erros ou ser impreciso.
Os neutrinos são uma das partículas fundamentais que compõem o universo, mas não os elétrons de forma, prótons e nêutrons são. Estas partículas são extremamente pequenas, quase sem massa e eletricamente neutro para que eles não são afetados por forças electromagnéticas e reagem muito fracamente com outras partículas da natureza. Os neutrinos são produzidos com a decadência de elementos radioativos em reações nucleares, tais como no núcleo das estrelas sol ou explodindo. Uma vez nascido, eles viajam em linhas retas na velocidade da luz que passa através da matéria sólida quase inteiramente sem impedimentos. Apesar de pequenos, eles carregam uma quantidade colossal de energia - alguns desses carregam a mesma quantidade de energia como uma bola de ténis bem batida. Para detectar essas partículas usando a mesma tecnologia que eles usam no Grande Colisor de Hádrons na Suíça, um exigiria um anel de ímãs do tamanho da órbita da terra em torno do sol.Detectores de neutrinos, portanto, usar um tipo completamente diferente de ciência e tecnologia. Alguns detectores de usam grandes tanques cheios de água e cercado por tubos fotomultiplicadores esse relógio para radiação emitida quando um neutrino de entrada cria um elétron ou muon na água. Outros detectores tem tanques cheios de cloro ou gálio ou outros líquidos. Detectores de neutrinos são construídos frequentemente underground, para isolar o detector de raios cósmicos e outras radiações de fundo.
Super-Kamiokande
Engenheiros examinar instrumentos dentro do tanque Super-Kamiokande meio-cheio em um barco a remo. Crédito da foto
O detector de neutrinos Super-Kamiokande está localizado a 1.000 metros sob Mount Kamioka, perto da cidade de Hida, no Japão. O detector consistem em um tanque cilíndrico de aço inoxidável 41 metros por 39 metros segurando 50.000 toneladas de água ultra pura e rodeado por mais de 11.000 tubos fotomultiplicador (PMT). É um do detector maior de seu tipo.
Quando um neutrino de passagem interage com os elétrons e núcleos de água, pode produzir uma partícula carregada que se move mais rápido que a velocidade da luz na água. Isto cria um cone de luz conhecido como radiação de Cherenkov, que é o equivalente óptico para um estrondo sônico. O Cherenkov luz é projetado como um anel na parede do detector e gravada pelos pagamentos usando este cientistas dados pode determinar a direção da fonte e do sabor do neutrino entrante.
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Detector de neutrinos cintilador líquido
O Detector de neutrinos da cintilador líquido (LSND) no laboratório nacional de Los Alamos operados entre 1993 e 1998. O detector consistia de um tanque cheio com 167 toneladas (50.000 galões) de óleo mineral misturado com um material cintilador orgânico e foi equipado com os tubos fotomultiplicadores de 1220. Os resultados do LSND, no entanto, eram controversos e foram refutados por testes mais tarde por outros laboratórios.
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MiniBooNE
Detector de MiniBooNE do Fermilab foi projetado para inequivocamente verificar ou refutar o resultado polêmico LSND em um ambiente controlado. O detector é um 40 pés (12 - medidor) esfera de diâmetro preenchido com 800 toneladas de óleo mineral e revestidas com tubos fotomultiplicadores de 1520. O detector vê uma colisão de neutrinos em 20 segundos, no montante de eventos de neutrinos aproximadamente 1 milhão por ano.
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Borexino
Borexino é que um experimento de física de partículas, localizado quase uma milha abaixo da superfície da montanha Gran Sasso cerca de 60 milhas fora de Roma. O detector é uma esfera de aço de 59-pé cheia com um líquido cintilador. O principal objetivo do experimento é fazer uma medição precisa, o fluxo de neutrinos de berílio-7 do sol e comparando-a com a previsão do modelo solar padrão. Isso permitirá que os cientistas a entender melhor os processos de fusão nuclear que ocorrem no núcleo do sol também ajudará a determinar propriedades de oscilações de neutrinos.
O detector de Borexino mostrando a esfera interna de cintilador, esfera de tampão e detectores. Crédito da foto
O exterior do neutrino detector completo 59-pé esfera de aço. Crédito da foto
O interior do detector Borexino. Crédito da foto
Observatório de neutrinos de Sudbury
O Observatório de neutrinos de Sudbury é 2.100 metros subterrâneo na mina de Creighton do Vale Inco em Sudbury, Ontário, Canadá. O alvo do detector SNO consistia de 1.000 toneladas de água pesada, contidos num recipiente de acrílico de raio de 6 metros. A cavidade do detector do lado de fora do navio foi preenchida com água normal para fornecer ambos flutuabilidade para o navio e blindagem de radiação. A água pesada foi vista por aproximadamente 9.600 tubos fotomultiplicadores. A cavidade do detector de habitação é declaradamente a maior cavidade subterrânea artificial do mundo.
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Observatório de neutrinos IceCube
O Observatório de neutrinos IceCube está localizado na Estação Pólo Sul Amundsen-Scott, na Antártida. Consiste em milhares de sensores distribuídos mais de um quilômetro cúbico de volume sob o gelo antártico. Cada sensor, globo de vidro esférico chamado Digital módulos ópticos (DOMs), consistem de um tubo fotomultiplicador e um computador e está suspenso por "strings" em furos no gelo em profundidades que variam de 1.450 a 2.450 metros. O Observatório de neutrinos IceCube é o maior telescópio de neutrinos do mundo.
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A módulo óptico Digital (DOM). Crédito da foto
A módulo óptico Digital (DOM) é abaixado em um buraco de 2.500 metros de profundidade no gelo. Crédito da foto
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Detector de KamLAND
O líquido cintilador Kamioka Antineutrino Detector (KamLAND) é um dispositivo experimental que foi construído no Observatório Kamioka, uma facilidade de deteção de neutrino metro perto Toyama, Japão. Sua finalidade é detectar antineutrinos elétron emitidos pelos 53 japonês comerciais reatores nucleares que cercam o detector.A camada exterior de KamLAND detector completo consiste de um recipiente de contenção de aço inoxidável de 18 metros de diâmetro, com um revestimento interno de 1.879 tubos foto-multiplicador, cada 50 centímetros de diâmetro. Sua segunda camada interna consiste de 13 m - balão de nylon de diâmetro preenchido com líquido cintilador composto de 1.000 toneladas de óleo mineral, benzeno e produtos químicos fluorescentes.
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Daya Bay reator Neutrino experimento
O experimento de Neutrino Daya Bay reator está localizado na Daya Bay, cerca de 52 quilômetros a nordeste de Hong Kong, na China. O experimento consiste de oito detectores antineutrino, agrupados em três locais a 1,9 km de seis reatores nucleares. Cada detector é composto de 20 toneladas de líquido cintilador cercado por tubos fotomultiplicadores e blindagem.As entranhas de cada detector de antineutrino cilíndrico consistem por um vaso de acrílico transparente aninhado dentro de outro, ambos dos qual sente-se dentro de um terceiro navio, feito de aço inoxidável. Isto está cheio de cintilador líquido transparente.
Crédito da foto: Roy Kaltschmidt, LBNL