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
Sander

Vancanneyt Sander

Oprichter & beheerder van Spacepage & Poollicht.beSterrenkunde en ruimteweer redacteur.

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.

2%

Dit gebeurde vandaag in 1958

Het gebeurde toen

Lancering vanop Cape Canaveral van de 14 kilogram zware Explorer 1 satelliet. Dit is de eerste satelliet dat door de Verenigde Staten succesvol in een baan om de Aarde wordt gebracht. Aan boord van deze satelliet bevond zich onder andere een geigerteller dat ontwikkeld werd door James Van Allen van de State University of Iowa waarmee gordels van geladen deeltjes rond de aarde werden ontdekt. Deze gordels kregen later de naam 'Van Allen-gordels'. Op 31 maart 1970 brandde de Explorer 1 satelliet terug op in de atmosfeer van de Aarde. Foto: NASA

Ontdek meer gebeurtenissen

Redacteurs gezocht

Ben je een amateur astronoom met een sterke pen? De Spacepage redactie is steeds op zoek naar enthousiaste mensen die artikelen of nieuws schrijven voor op de website. Geen verplichtingen, je schrijft wanneer jij daarvoor tijd vind. Lijkt het je iets? laat het ons dan snel weten!

Wordt medewerker

Sociale netwerken