WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

как известно, из нейтронов и протонов. Поскольку Задача регистрации таких редких событий в области вероятность взаимодействия нейтрино с веществом низкой энергии очень сложна. Однако в начале 60-х мала, необходимое для эксперимента количество годов эту проблему успешно решили в России и вещества мишени достигает десятков и сотен тонн.

США. Были разработаны низкофоновые установки При этом за период наблюдений (месяцы) только на основе миниатюрных пропорциональных счетнезначительное количество нейтрино может вы- чиков, обеспечивающих детектирование нескользвать ядерную реакцию. Так, например, в сотнях ких штук атомов 37Ar.

тонн хлорсодержащего вещества за месяц могут заТаким образом, идея нейтринного эксперимента стрять только десятки солнечных нейтрино.

заключается в следующем. Глубоко под землей (что Трудность эксперимента по детектированию необходимо для уменьшения фона космических лусолнечных нейтрино обусловлена не только необ- чей) в течение нескольких месяцев экспонируются ходимостью использования большого количества предварительно очищенные от примеси воздушного вещества, но и сложностью регистрации продуктов аргона и загрязнений, создающих фон, несколько реакции. Экспериментатор должен в сотнях тонн сот тонн C2Cl4. Затем вся система продувается геливещества мишени заметить всего лишь десятки час- ем, проводится отделение аргона от гелия и, накотиц, появившихся в результате реакции. Это подоб- нец, производится счет нескольких десятков атомов.. поток R / R d / d Ar. Количество образовавшихся атомов 37Ar и поз- действительно поток 8В-нейтрино меньше предскаволяет вычислить поток солнечных нейтрино. занного теорией значения.

Реакция 37Сl(, e- )37Ar может происходить в том В эксперименте Камиоканде впервые эксперислучае, если энергия нейтрино больше 0,81 МэВ.

ментально было показано, что нейтрино идут именЭто означает, что наиболее интенсивная группа но от Солнца. Было даже показано, что характер солнечных нейтрино (рис. 3 и табл. 1) – p–p-нейт- энергетического спектра нейтрино согласуется с рино – не может быть зарегистрирована в хлорном предсказаниями теории. Без сомнения, этот экспедетекторе.

римент можно считать эпохальным. Возможности нового эксперимента значительно шире с точки зреПервый эксперимент по регистрации солнечных ния как установления энергетического спектра нейнейтрино с детектором из C2Cl4 массой в 600 т был трино, так и значительного улучшения достовернозавершен во второй половине 1967 года. 380 103 литсти определения направления движения нейтрино.

ров С2Cl4 (такого количества жидкости достаточно, чтобы заполнить Олимпийский плавательный бассейн) экспонировались в течение нескольких меся- цев в старой шахте, где когда-то добывали золото, Согласно теоретическим представлениям, гона глубине 1,5 км под землей, что эквивалентно экрючим в недрах звезд, подобных Солнцу, является ранировке слоем воды толщиной около 4,5 км. Эксводород. Первая реакция протон-протонного цикла перимент был подготовлен под руководством Р. Дэвиса (Брукхейвенская национальная лаборатория, p + p 2D + e+ + США). За прошедшие почти три десятилетия Р. Дэявляется самой медленной среди всех реакций циквис с сотрудниками выполнил более ста циклов изла, поэтому скорость термоядерного выделения мерений и установил следующие закономерности.

энергии определяется именно этой реакцией. Ясно, 1. Средняя скорость реакции = 2,28 ± 0,23, что э что для однозначного ответа на вопрос, является ли значительно ниже предсказания теории.

водород горючим в недрах Солнца или нет, требует2. Имеется убедительное свидетельство того, что ся детектирование именно нейтрино от основополаскорость реакции меняется в зависимости от солгающей первой реакции протон-протонного цикла.

нечной активности: с ростом активности она уменьВ этой реакции генерируются нейтрино с непрерывшается и наоборот.

ным спектром от нуля до 420 кэВ, поэтому нужны Эти результаты вызвали значительный интерес детектор с низким порогом и выполнение следую(опубликовано несколько сот статей). Известно, щих условий: большая масса детектора, радиоакчто поток нейтрино от распада 8В очень сильно за- тивность ядра – продукта реакции, возможность висит от температуры в центре Солнца. Согласно [2], счета небольшого числа атомов. Разумеется, как и в зависимость различных групп нейтрино от цент- случае с хлорным детектором, надо уметь из больральной температуры следующая: шой массы вещества выделить десятки атомов, образованных нейтринным излучением.

I(pp) T–1,2, I(7Be) T8, I(8B) T18.

п п п Руководствуясь основополагающей идеей Б. Понтекорво, В.А. Кузьмин тщательно рассмотрел все Поэтому измерение потока В нейтрино может возможности и в 1965 году предложил реакцию дать самую точную величину температуры в центре Солнца. Приведенное выше экспериментальное 71 Ga + Ge + e- [10].

значение означает, что истинная температура в э центре Солнца чуть-чуть меньше значения, полу- Порог этой реакции 230 кэВ, то есть почти в два раза меньше максимальной энергии спектра нейтрино.

ченного в теоретических моделях.

Продуктом является 71Ge, который должен быть выБолее сложной является проблема вариации поделен из большой массы гелиевого детектора. Протока нейтрино от распада 8В в течение времени. Гипоблема нелегкая, но она уже решена: атомы германия тез предложено много. Представляется, что для оконудается выделить химическим методом. 71Ge радиочательного вывода, во-первых, крайне важно иметь активный с периодом полураспада 11,4 дня. Он пеэкспериментальные данные хотя бы за 3 – 4 цикла реводится в GeH4, и измеряется число атомов просолнечной активности. Во-вторых, в настоящее порциональным счетчиком, то есть вся идеология время уже удается непосредственно детектировать сохранена такой, как ее предложил Б. Понтекорво нейтрино от распада 8В в прямом эксперименте по 50 лет назад.

рассеянию нейтрино на электроне (эксперимент Камиоканде). Показано, что результаты двух раз- В настоящее время функционируют в мире две личных экспериментов, выполненных за один и тот крупные установки: русско-американская (с общей же интервал времени (1987 – 1990 годы), согласуют- массой галлия в 60 т), расположенная в специалься друг с другом. Поскольку в эксперименте Камио- ной низкофоновой лаборатории на Северном Кавканде детектируются только нейтрино от распада казе на глубине 4700 м водного эквивалента (фоноВ, а в эксперименте с 37Cl – в основном нейтрино вое излучение на которой такое же, как если бы В, полученное согласие свидетельствует о том, что детектор находился на глубине 4700 м под водой), и, ‹10, подземная лаборатория Гран-Сассо (Италия) на Более четверти века назад Б. Понтекорво сфорглубине 3300 м водного эквивалента, где проводят мулировал очень смелую, далеко не стандартную совместные эксперименты физики стран Западной идею (автору этой работы посчастливилось быть на Европы и США. Масса галлия в последней установ- совещании, где впервые была сформулирована эта ке составляет 30 т. Обе установки функционируют “невероятная” идея). Он предположил, что нейтриоколо пяти лет. Были неожиданности и сенсацион- но может иметь массу (пусть очень даже малую).

ные результаты. В настоящее время обе установки Тогда на пути между Солнцем и Землей происходят дают практически один и тот же результат. Средняя специфические превращения нейтрино, различные по двум установкам скорость реакции типы нейтрино самопроизвольно могут переходить из одного состояния в другое. В настоящее время в 71 Ga + Ge + eряде стран ведутся эксперименты по определению составляет 77 ± 10 СЕН (солнечных единиц нейтри- массы покоя нейтрино. Независимо от того, каков но), что значительно ниже предсказания теории будет окончательный ответ, идея Б. Понтекорво бы(132 ± 7 СЕН). Существенно отметить, что вклад ла и будет эпохальной.

первой реакции p–p-цикла р + р Н + е+ + 1. Кочаров Г.Е. // Докл. АН СССР. 1964. Т. 156. № 4.

вместе с сопутствующей С. 781.

р + р + е- 2Н +, 2. Бокал Дж. Нейтринная астрофизика. M.: Мир, 1993.

согласно теории, составляет 74 ± 1 СЕН. Таким об- 3. Кузьмин В.А. // Журн. эксперим. и теорет. физики.

1965. № 496. С. 1532.

разом, на долю нейтрино от реакций, связанных с Ве-, 8В- и CNO-циклами остается 3 ± 10 СЕН вместо 55 СЕН. Это оказалось очередным сюрпризом, * * * преподнесенным экспериментом. С одной стороГрант Егорович Кочаров, доктор физико-матены, экспериментально подтверждено, что горючим матических наук, профессор, зав. кафедрой косявляется водород, однако как в экспериментах с мических исследований Санкт-Петербургского гохлорным детектором, так и в прямой регистрации сударственного университета, научный сотрудник нейтрино (Камиоканде) имеется дефицит. ПолучиФизико-технического института им. А.Ф. Иоффе лась новая нейтринная загадка, и на первый план Российской Академии наук. Область научных инвыдвигается эксперимент по регистрации нейтрино тересов: нейтринная астрофизика, физика Солнот реакции ца, астрофизика космических лучей, палеоастроВе + е- 7Li +.

физика.

..

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.