V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Radiochemická detekce neutrin
Pro měření interakce neutronem (νe+no p++e-) potřeba zvolit takové jádro, kde přeměna neutronu proton
vede radioaktivnímu jádru vysílajícímu záření, jež lze snadno detekovat. Jedna záhada zde však vyskytovala
permanentně: všechna měření dávala zhruba 3-krát menší hodnotu toku neutrin než očekávalo podle rozboru
termonukleárních reakcí Slunci.
Elektronický systém zpracovávající impulsy jednotlivých fotonásobičů umožňoval lokalizovat místo interakce neutrina,
stanovit jeho energii přibližně směr příletu.Davise.htm (19 36) [15. Rychle letící neutrino srazí elektronem e-, odrazí od
něj (většinou opačném směru) jakožto neutrino nižší energií, přičemž předá elektronu část
své energie. 1.2008 12:13:25]
. Výhodou galia podstatně nižší
prahová energie 233keV detekovaných neutrin, nevýhodou vyšší cena galia srovnání chlorem. Odražený elektron e-´ pohybuje většinou směru původního (incidenčního)
neutrina může být detekován. Elektronová neutrina vyvolávají jádrech chloru reakci obráceného β−
rozpadu: 37Cl 37Ar e-; prahová energie neutrin zde 814keV. tomu ovšem nutno vyextrahovat těch několik vzniklých atomů 37Ar z
celého objemu cca 400000 litrů tetrachloretylenu nádrži, což mimořádně obtížný technický problém.
q Pružný rozptyl neutrina elektronu: e-´
(nastává pro všechny druhy neutrin).února 1987 byl zaregistrován záblesk neutrin pocházející
http://astronuklfyzika. zvaném "Japonské Alpy") hloubce 820m byla
postavena nádrž obsahující asi 20000 tun vysoce čisté vody.2 Radioaktivita
zmíněné reakce (νe+p+→no+e+) neutrin hodinu, což dávalo účinný průřez reakce cca 10-43cm2.
Tímto způsobem byla úspěšně detekována neutrina jak laboratorních zdrojů, tak vesmíru především Slunce,
kde vzniká obrovské množství neutrin při termonukleárních reakcích. Fotony Čerenkovova záření byly registrovány téměř 1000
velkými fotonásobiči; dalších 120 fotonásobičů, zapojených antikoincidenci, obklopovalo tento systém geometrii 4π.
Pokud tento elektron e-´ pohybuje nějakém prostředí (např.
Dalším materiálem vhodným pro radiochemickou detekci neutrin galium 71Ga, jehož jádrech vyvolávají
elektronová neutrina reakci 71Ga 71Ge následným rozpadem germania 71Ge elektronovým záchytem
doprovázeným vyzářením Augerových detektorů podobně jako při rozpadu 37Ar..
Neutrinový detektor Kamioka NDE
Detektor tohoto druhu, nazvaný Kamioka NDE (Kamioka Neutrino Detection Experiment)*), byl pod vedením M. vodě) rychlostí vyšší než rychlost
světla tomto prostředí, vysílá Čerenkovovo záření (mechanismus jeho vzniku vlastnosti viz §1. Tento způsob detekce neutrin sice vyšší
prahovou energii (5MeV), jeho předností však použitelnost pro jiné druhy neutrin než jsou
elektronová. Přitom atomového obalu dceřinného chlóru jsou (následkem charakteristického
X-záření, které 90% podléhá vnitřní konverzi) emitovány Augerovy elektrony energii okolo 2,6keV, které lze detekovat
plynovým proporcionálním detektorem.cz/JadRadFyzika2. Tento detektor tedy byl již spektrometrem, pracujícím reálném čase
(na rozdíl dodatečné detekce Augerových elektronů dřívějších radiochemických detektorech). Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Experimenty probíhaly pod vedením R.Koshiby
zkonstruován r.10. Vzniklý argon 37Ar poločasem dní rozpadá
elektronovým záchytem zpět 37Cl. Kromě zpřesnění
výsledků radiochemických detektorů změření vysokoenergetické části spekter neutronů Slunce bylo tomto
detektoru dosaženo dalšího významného úspěchu: dne 23.6, pasáž
"Čerenkovovo záření"), které lze detekovat fotonásobiči. Tato záhada nedostatku slunečních neutrin byla vyřešena mnoho let, kdy
zdokonalené metody detekce neutrin prokázaly efekt oscilace neutrin samovolnou vzájemnou přeměnu
elektronových, mionových tauonových neutrin, přičemž dřívější metody byly schopny detekovat pouze neutrina
elektronová (kterých 1/3)..RNDr.1982 Japonsku cínovém dole Kamioka pohoří . praxi pro tato měření využilo nejdříve
jader chlóru 37Cl velká nádrž naplněná asi 600 tunami tetrachloretylenu C2Cl4 (jinak běžný chemický čisticí prostředek,
který ale musel být speciálně vyčištěn) byla umístěna hloubce asi 1,5km pod zemí opuštěném dole zlato
Homestake Jižní Dakotě USA aby bylo minimalizováno radiační pozadí kosmického záření pozemských zdrojů
