Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota

Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota

Neutriinot.

Samankaltaiset esitykset


Esitys aiheesta: "Neutriinot."— Esityksen transkriptio:

1 Neutriinot

2 Miksi tutkia neutriinoita?
Pyritään saamaan tietoa: Auringon sisäosista Supernovista Maailmankaikkeuden syntyhetkistä (Big Bang) Ilmakehästä Tulevaisuudessa ehkä pimeän aineen havaitseminen

3 Tietiino Alkeishiukkanen Kuuluu leptoneihin Spin ½ fermioni
Kolmea tyyppiä (makua): elektronin, myonin ja taun neutriino Ei sähkövarausta  ei tunne sähkömagneettista vuorovaikutusta Vuorovaikuttaa heikon vuorovaikutuksen ja gravitaation välityksellä Lepomassa ~0,2-2 eV (arvio) , ei mitattu Vaikka massa on pieni, neutriinot muodostavat merkittävän osan maailmankaikkeuden massasta. Nopeus lähellä valonnopeutta!

4 Tietiino Neutriinot läpäisevät huoletta kaiken materian.
Esimerkiksi Auringon läpi neutriinot sujahtavat, kuin kuuma veitsi voihin. Ihmisen läpi arvioidaan viuhuvan 1011 neutriinoa joka sekunti, mutta ainoastaan muutama neutriino pysähtyy ihmiseen kuukaudessa. Neutriinosäteily ei ole uhka elämälle Noin valovuoden paksuinen lyijyseinä kykenee pysäyttämään puolet sen läpi menevistä neutriinoista.

5 Syntyminen Tähdissä, ydinvoimaloissa ja jopa maaperässä radioaktiivisuudesta Neutriinoja syntyy beetahajoamisissa n  p + e- + anti-v (beeta -) p  n + e+ + v (beeta +)

6 Neutristoriikki Hiukkanen löydettiin energian säilymislain avulla vuonna 1956 Wolfgang Pauli (Nobel 1945) esitti neutriinoteorian (1932) Enrico Fermi esitti toimivan teorian neutriinojen vuorovaikutuksille

7 havaitseminen Neutriinoja voidaan havaita vain välillisesti (sähkövaraukseton) Ensimmäisen kerran havaittu 50-luvulla Reines ja Cowan laskivat neutroneita voitavan tuottaa niin paljon, että lopulta joku niistä antaa merkin olemassaolostaan Aluksi vaihtoehtona neutriinolähteeksi oli ydinpommi Lopulta laboratorio sijoitettiin ydinvoimalan läheisyyteen Saalis: elektronin antineutriino (β− -hajoaminen) 60-luvulle tultaessa oli löydetty myoni, jonka avulla neutriinoteoria sai lisätukea Myoni hajoaa elektroniksi ja kahdeksi ’näkymättömäksi hiukkaseksi’ Steinberger ja Schwartz, myonin neutriino 70-luvulla esitettiin teoria taun neutriinolle Taun huomattiin olevan ominaisuuksiltaan elektronin ja myonin kaltainen, joten sillä oletettin olevan neutriino; asia varmennettiin mittauksilla.

8 Havaitseminen Neutriinoja havaitaan monella eri tavalla
Kloori-argon-koe Törmäys vesimolekyyliin  elektronin irtipotkaisu molekyylistä. Superkamiokande Tšerenkovin säteily Gallium-germanium-reaktio SNO Neutriino-oskillaation todistaminen

9 Kloori-argon-koe Ensimmäisen kerran 60-luvulla Etelä-Dakotassa
Klooriatomi muuttuu argoniksi neutriinon vaikutuksesta n  p + e- + anti-v (β−) litraa klooripitoista pesuainetta Seulotaan pari kertaa kuukaudessa Etsitään argonatomeita

10 Gallium-germanium-koe
β− Etuna matala kynnysenergia Galliumatomi muuttuu germaniumatomiksi kloori- argon kokeen tavoin Ensimmäinen gallium-germanium-koe oli venäläis- amerikkalainen SAGE-koe Laboratorio sijaitsee Venäjällä Europpalainen Gallex-koe Italiassa Tulokset SAGE-kokeen kanssa yhtäpitäviä: Mitattu neutriinovuo vain ½ teorian ennusteesta

11 SNO Sudbury Neutrino Observatory
2km syvyydessä suojassa kosmiselta taustasäteilyltä Perustuu raskaaseen veteen (D20) kg D20:ta Neutriino muuttaa deuteriumin neutronin protoniksi Neutriino absorboituu Syntyy elektroni Tšerenkovin säteily Havaitsee kaikki neutriinotyypit Neutriino-oskillaation todistaminen 9600 valomonistinputkea

12 Auringon neutriinot Hiukkasfysiikan standardimalli ennustaa neutriinojen pysyvän ikuisesti samanlaisina. Tämän oletuksen avulla pyritään saamaan suoraa tietoa Auringon sisäosien olosuhteista. 2000-luvun kynnyksellä havaittiin neutriino-oskillaatio SNO-koe osoitti että neutriinot muuttavat lajiaan matkustaessaan kohti Maata. Neutriino-oskillaatio = neutriinot muuttuvat toisikseen Auringosta havaittiin tulevan oletettua vähemmän neutriinoja -> energiat eivät täsmänneet Vuonna 2004 varmistui, että noin 2/3 Auringon elektronin neutriinoista muuttuu matkalla maahan myonin ja taun neutriinoiksi

13 Laguna-hanke Large Apparatus studying Grand Unification and Neutrino Astrophysics Sijoituspaikkavaihtoehtoja: Suomi (Pyhäjärvi), Espanja, Iso-Britannia, Italia, Puola, Ranska ja Romania 2014 vuoden loppuun mennessä sijoituspaikka tulisi olla selvillä Tarkoituksena ampua neutriinosuihku CERN:istä Pyhäjärvelle(?) Näin saadaan tietoa: Neutriino-oskillaatiosta Protonin hajoamisesta Leptonien CP-rikosta (charge-parity) ”Ministeriöt päättivät joulukuussa, ettei Suomi lähde tavoittelemaan isännyyttä hiukkasfysiikan suurhankkeessa.” –Kaleva Syynä rakentamiskustannukset, joista Suomi maksaisi suuren osan Käytännössä: Suuri säiliö, johon neutriinot törmäävät Tilavuus: ~ m3 Sisältää argonia ja ns. tuikeöljyä

14 Lagunatötsä

15 Lähteet http://cupp.oulu.fi/johd/neutriinot.html
Kaleva : Laguna pyydystää neutroneja pdf


Lataa ppt "Neutriinot."

Samankaltaiset esitykset


Iklan oleh Google