ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1011
Скачиваний: 1
Открытие
Открытие
антинейтрино
антинейтрино
(1)
(1)
Доказать
существование
электронного
антинейтрино
удалось
в
1956
г
.
Райнесу
и
Коэну
.
Для
этого
они
использовали
реакцию
p
e
n
ν
+
+ →
+
.
(*)
Источником
антинейтрино
был
атомный
реактор
.
Образующиеся
в
реакторе
продукты
деления
β
−
-
радиоактивны
,
поэтому
в
результате
их
β
−
-
распада
образуется
большое
число
антинейтрино
,
которые
и
предпола
-
галось
зарегистрировать
с
помощью
реакции
(*).
Протонная
мишень
представляла
собой два
бака
по
200
л
каждый
,
заполненные
раствором
хлористого
кадмия
в
воде
(CdCl
2
+H
2
O).
Возникающие
в
результате
реакции
позитроны
регистрировались
по
аннигиляционным
γ
-
квантам
,
образующимся
при
взаимодействии
позитронов
с
электронами
вещества
мишени
.
2
e
e
γ
+
−
+
→
.
Образующиеся
в
результате
аннигиляции
γ
-
кванты
вызывали
световые
вспышки
в
жидких
сцинтилляторах
(3
емкости
по
1200
л
каждая
),
расположенных
по
обе
стороны
от
двух
протонных
мишеней
.
Световые
вспышки
регистрировали
100
фотоумножителей
.
Образующиеся
в
реакции
нейтроны
замедлялись
в
мишени
до
тепловых
энергий
и
поглощались
ядрами
кадмия
.
Кадмий
имеет
большое
сечение
реакции
(
,
n
γ
)
захвата
тепловых
нейтронов
.
Среднее
время
замедления
нейтронов
в
водородосодержащей
среде
~10
мкс
.
В
результате
захвата
нейтронов изотопы
кадмия
образовывались
в
возбуждённом
состоянии
.
Переход
их
в
основное
состояние
сопровождался
испусканием
3-5
γ
-
квантов
.
Для
идентификации
антинейтрино
регистрировались
аннигиляционные
γ
-
кванты
и
образующиеся
приблизительно
через
10
мкс
γ
-
кванты
из
реакции
радиационного
захвата
на
ядрах
кадмия
.
Открытие
Открытие
антинейтрино
антинейтрино
(2)
(2)
В
результате
опытов
Райнеса
и
Коэна
было
показано
,
что
антинейтрино
действительно
взаимодействует
с
протоном
,
что
приводит
к
образованию в
конечном
состоянии
нейтрона
и
позитрона
.
p
e
n
ν
+
+ →
+
О
сложности
выполненного
эксперимента
можно
судить
по
следующим
цифрам
.
В
результате
первой
серии
эксперимента
,
длившегося
200
часов
,
было
зарегистрировано
567
событий
,
вызванных
взаимодействием
антинейтрино
с
протоном
,
при
этом
фон
составлял
209
событий
.
Для
величины
сечения
реакции
захвата
антинейтрино
протоном
было
получено
значение
43
(
) 10
p
σ ν
−
=
см
2
,
что
находилось
в
хорошем
согласии
с
предварительными
теоретическими
оценками
.
Пример
Пример
Определить
длину
L
и
время
t
пробега
реакторного
нейтрино
в
воде
,
воспользовавшись
данными
эксперимента
Райнеса
и
Коуэна
(1956 - 1959
г
.
г
.),
получившими
для
сечения
взаимодействия
антинейтрино
с
веществом
43
10
σ
−
≈
см
2
.
Антинейтрино
в
реакторе
рождается
в
реакции
распада
нейтрона
.
e
n
p e
ν
−
→ +
+
Число
нейтрино
прошедших
через
слой
вещества
толщиной
х
,
( )
(0)exp(
),
N x
N
n x
σ
=
−
n
—
количество
ядер
вещества
в
единице
объема
.
Определим
L
как
длину
,
на
которой
поток
антинейтрино
уменьшается
в
е
раз
,
то
есть
1/
L
n
σ
=
В
свою
очередь
/
A
n
N
A
ρ
=
,
A
N
—
число
Авогадро
,
ρ
—
плотность
вещества
,
A
—
молярная
масса
.
Для
воды
1
ρ
=
г
/
см
3
,
2
(H 0) 18
A
=
.
Откуда
3
23
43
2
20
15
1
18
1
г
/
см
6 10
10
см
3 10
см
3 10
км
.
A
A
L
n
N
σ
ρ σ
−
=
=
=
=
× ⋅
×
= ⋅
= ⋅
15
10
5
3 10
км
10
с
320
лет
,
3 10
км
/
с
L
t
c
⋅
= =
=
≈
⋅
7
(1
год
3,156 10
с
).
≈
⋅
Мюон
Мюон
Мюонное
Мюонное
нейтрино
нейтрино
Основные
Основные
характеристики
характеристики
электронного
электронного
антинейтрино
антинейтрино
Характеристика
Численное
значение
Спин
J
,
=
1/2
Масса
2
с
т
ν
,
эВ
<
3
Электрический
заряд
,
Кулон
0
Магнитный
момент
,
e
=
/2
m
e
c
<
10
−
10
Время
жизни
/
Масса
,
сек
/
эВ
>
7·10
9
(
солнечные
нейтрино
)
>
300 (
реакторные
нейтрино
)
Лептонное
число
L
e
−
1
Лептонные
числа
L
μ
,
L
τ
0