Het licht van Cherenkov

Geschreven door
Beoordeel dit item
(0 stemmen)

Om de hoge-energie deeltjes te ontdekken die uit neutrinointeractie voortvloeien, detecteerd super-Kamiokande een fenomeen dat als licht van Cherenkov bekend staat.

De geladen deeltjes (enkel de geladen deeltjes) steken het water over met een snelheid groter dan 75% van de snelheid van het licht in een kegelpatroon rond de richting van het spoor uit, zoals bij linkerzijde. Het blauwachtige Cherenkov-licht wordt overgebracht door het hoogst-zuivere water van de tank, en daalt uiteindelijk op de binnenmuur van de detector af, die met photo-multiplier buizen (PMT'S) uitgerust is. Deze PMT'S zijn elk gevoelig voor verlichting door één enkel foton van licht - een lichtniveau ongeveer overeenkomstig als het licht zichtbaar vanop de aarde van een kaars bij de afstand van de maan!

Illustratie van de kegelvormige geometrie van de cherenkov radiatie

Elke PMT meet de totale hoeveelheid licht dat het bereikt, evenals de tijd van aankomst. Deze metingen worden gebruikt om energie en beginnende positie, respectievelijk, van om het even welk deeltje dat door het water gaat opnieuw op te bouwen. Even belangrijk, de serie van meer dan 11.000 steekproeven PMTs geven de projectie van het distinctieve ringpatroon, dat kan worden gebruikt om de richting van een deeltje te bepalen. Tot slot de details van het ringpatroon - meest kenmerkend aan de scherpe randen die een muon heeft, of de verwarde, vage randen kenmerkend voor een elektron, kunnen worden gebruikt om muon-neutrino en elektron-neutrinointeractie betrouwbaar te onderscheiden.

Neutrino interacties

Aangezien neutrino's zelf niet direct kunnen worden ontdekt, ontdekt super-Kamiokande de bijproducten van hun interactie binnen het watervolume van de detector en de nabijgelegen rots. Twee bronnen van neutrino's zijn beschikbaar voor onze studies.

"Atmosferische" neutrino's worden geproduceerd wanneer de kosmische straaldeeltjes van de buitenruimte met de atmosfeer van de Aarde in botsing komen, dit produceert een nevel van secundaire deeltjes met elektron- en muon-neutrino's. Neutrino's worden geproduceerd in de atmosfeer boven super-Kamiokande, en op elke andere plaats ter wereld. Vandaar gaan neutrino's die aan de tegenovergestelde kant van de Aarde worden geproduceerd door de Aarde, en komen onderaan bij de detector aan.

Naast neutrino's die in de atmosfeer van de Aarde worden geproduceerd, is de Zon ook een bron van neutrino's. Deze worden geproduceerd in de complexe kettingreacties die de Zon produceert. Deze "zonne" neutrino's zijn elk van het elektronentype, en zijn aanzienlijk lager in energie dan atmosferische. Tengevolge is de zonneneutrinoanalyse moeilijker aangezien het radioactieve bederf van materialen in en rond de detector tot geladen deeltjes van vergelijkbare energie leidt.

Vijf verschillende klassen van gegevens worden geanalyseerd, geclassificeerd of neutrino's uit de Zon of de Aarde komen, en in het laatstgenoemde geval, of de producten van de neutrino interactie ingaan en/of de detector weggaan.

Overzicht van de 5 verschillende klassen:

Zonneneutrino's
Atmosferische Neutrino's:
    De atmosferische neutronen interactie doet zich voor:
    Binnen detector Buiten detector
Weggaande deeltjes? Nee Volledig bevat Tegenhouden van Muon
Ja Gedeeltelijk bevat Doorlaten van Muon
Vancanneyt Sander

Oprichter & beheerder van Spacepage & Poollicht.be
Sterrenkunde en ruimteweer redacteur.

Dit gebeurde vandaag in 1968

Het gebeurde toen

Lancering van de Russische onbemande ruimtecapsule Sojoez 2. Deze missie maakte deel uit van een demonstratievlucht waarbij het bemande Sojoez 3 ruimtetuig zich had moeten vasthechten aan de onbemande Sojoez 2. Doordat de Sojoez 3 ruimtecapsule te veel brandstof had verbruikt, slaagden de twee ruimtetuigen er niet in om te koppelen. Foto: Roscosmos

Ontdek meer gebeurtenissen

Messier 82

Messier 82
M82, ook gekend als het 'Sigaarstelsel', is samen met M81 wellicht het bekendste paar sterrenstelsels aan de nachtelijke hemel. Beide objecten zijn in eenzelfde beeldveld zichtbaar bij lage vergrotingen. Zowel…
Lees meer...

Steun Spacepage!

Deze website wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door ons te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.

100%

Sociale netwerken