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.
Záblesky Čerenkovova záření sleduje přes světlovodné
trubice více než 9500 vnějších fotonásobičů. Scintilační nádoba obklopena vnějším Čerenkovovým
detektorem 3200 tunami vody. Přístroj určen detekci antineutrin okolních jaderných
reaktorů, přičemž určováno energetické spektrum zastoupení elektronových antineutrin závislosti uražené
vzdálenosti. 1. Fotonásobiče detekují Čerenkovovo záření elektronů
nebo mionů vznikajících srážkou elektronových nebo mionových neutrin protony neutrony.RNDr.2008 12:13:25]
. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.htm (20 36) [15.
KamLAND scintilační detektor neutrin jaderných reaktorů
Japonský detektor KamLAND (Kamoioka Liquid Scintillator Neutrino Detector; původně zde byl KamiokaNDE, který byl
předělán KamLAND) tvořen kulovou nádobou průměru 13m, naplněnou kapalnou scintilační látkou detekující
pozitrony vzniklé při záchytu antineutrina protonem.1998 byly této aparatuře prokázány oscilace atmosférických neutrin. D2O). Scintilační záblesky jsou registrovány soustavou více než 18000
fotonásobičů rozmístěných vnitřní stěně nádoby. Vznikající neutrony
jsou dráze asi 10cm zachycovány jádry vodíku, přičemž vyzařují fotony záření energii asi 2MeV, způsobující
rovněž scintilaci detekovanou soustavou fotonásobičů. Šťastný nápad použít toto zařízení detekci neutrin byl však velmi úspěšný, což dalo
zkratce NDE nový význam. Detektor umožnil detailnější studium oscilací neutrin, které potvrdilo doplnilo výsledky obou systémů
http://astronuklfyzika.
b) Rychle letící neutrino "srazí" neutronem protonem deuteriu při pružném rozptylu předá část kinetické
energie, což způsobí rozpad deuteronu proton neutron: νrozptýlené no.
Proces možný pouze elektronovým neutrinemνe, zatímco procesy může vyvolat libovolné neutrino. Rychle letící elektron vyvolá Čerenkovovo
záření. Systém schopen
rozlišit elektronové mionové neutrino.2 Radioaktivita
z výbuchu supernovy 1987A Velkém Magellanově oblaku (sousední galaxie vzdálená 170 000 světelných let). Tento poločas natolik dlouhý, vesmíru jeho vzniku možná ještě nerozpadl ani jeden proton! Nepřekvapuje, že
detekce rozpadu protonu nebyla úspěšná. p+→πo+e+) poločasem T1/2 >1030-
40let.1996 postaven ještě podstatně větší detektor Super KamiokaNDE,
umístěný starém zinkovém dole 1700m pod povrchem hory Ikena Yama poblíž městečka Kamioka. Uvolněný neutron pak
pohlcen jiným deuteronem, přičemž emituje foton záření Tento foton při fotoefektu Comptonově rozptylu v
látce vyrazí elektron, který způsobuje Čerenkovovo záření.
Atmosférická neutrina neustále vznikají horních vrstvách atmosféry při rozpadech pionů posléze mionů, vytvářených
interakcí tvrdého kosmického záření atmosférou viz §1. Tato vertikální anizotropie relativním zastoupení mionových neutrin byla detekčním
systémem spolehlivě změřena.
c) Neutrino "srazí" elektronem při pružném rozptylu jej urychlí natolik, vyvolává Čerenkovovo záření. Válcová nádrž o
průměru 34m výšce 36m, jejichž vnitřních stěnách rozmístěno 146 velkých fotonásobičů (průměr fotokadody
téměř 50cm), naplněna téměř 000 tunami superčisté vody.
Super Kamioka NDE
Jako pokračování detektoru KamiokaNDE byl r. elektronových +
mionových tauonových) dohromady. Neutrina způsobují materiálu detektoru (vodě těžké vodě) tři druhy
reakcí:
a) Pohlcení elektronového neutrina neutronem deuteriu, při němž neutron změní proton energetický elektron;
deuteron tedy rozpadne dva protony elektron: e-.10. Zde uvnitř nádoby 7000 tun "lehké" vody (1H2O)
umístěna další nádoba 1000 tunami těžké vody (2H2O, tj.cz/JadRadFyzika2.
*)Pozn. Detektor Kamioka NDE byl původně určen pro prokázání rozpadu protonu (zkratka NDE znamenala "Nucleon Decay
Experiment") podle některých verzí unitárních teorií velkého sjednocení (GUT Grand Unifikační Teorie, sjednocují silné, slabé a
elektromagnetické interakce) proton neměl být stabilní částicí, ale rozpadal (např.
Vznikají přitom mionová elektronová neutrina poměru 2νµ 1νe). Výsledky měření ukázaly, nedostatek slunečních neutrin všech
předchozích experimentech způsoben neutronovými oscilacemi.
Neutrinový detektor SNO
Další značné zdokonalení bylo realizováno neutrinovém spektrometru SNO (Sudbury Neutrino Observatory)
umístěném hloubce 2km dole Sudbury Ontariu Kanadě.
Procesy nastávají pouze deuteriu těžké vodě, proces nastává stejně elektronech lehké těžké vodě. Neutrina přicházející "zdola" procházejí skrze celou
Zemi mají více času prodělání oscilací, rozdíl neutrin přicházejících "zhora", které prošly jen několik kilometrů
atmosféry necelé 2km zeminy. r.6, část "Kosmické záření", pasáž "Sekundární kosmické záření".
Analýzou těchto procesů lze tak měřit nezávisle jak tok elektronových neutrin, tak tok všech neutrin (tj. Energii neutrina možno přibližně stanovit scintilace pozitronu
