Physik-Nobelpreis 2015.Die Lösung des Sonnen-
Neutrino-Rätsels.Japaner Takaaki Kajita,
56 Jahre; Kanadier Arthur B. McDonald, 72
Jahre
• Amand Faessler,• Tübingen
Brief Wolfgang Pauli‘s am 4. Dezember 1930 von der ETH Zürich
an Konferenz in Tübingen:• Liebe radioaktiven Damen und Herren!
Energieerhaltung im Beta Zerfall:
(Z,A)
(Z+1,A)
Elektron +Neutrino
Experimentelle Entdeckung des Neutrinos durch Cowen und Reines 1956 (Nobelpreis 1995)
• Starker Reaktor: Quelle von Antineutrinos
Neutron Proton + Elektron + Antineutrino
Savanna River: n p + e- + nce
Sonnenenergie (Hans Bethe).Sonnen-Neutrino-Rätsel
Verbrennung von Wasserstoff (p)
Bindungenergie von 4He: 28 MeV
Drei Neutrinos (E = mc2):
n(939 MeV) p + e- + nce
m-(106 MeV) e- + nce + nm
t-(1777 MeV) m- + ncm + nt
Produktionszustände ≠ Massenzustände Oszillationen
Atmosphärische Neutrinos durch
Kosmische Strahlung.p
p
m
n m
Durch den Daumennagel gehen pro Sekunde 10 Milliarden Neutrinos.
Takaaki Kajita:Super-
Kamiokande
60 000 Tonnen reines Wasser; etwa 12 000 Photomultiplier mit 50 cm Durchm.
Wasser, Cherenkov-Licht
nm
e- e- Elektronen haben eine grössere Geschwindigkeit als Licht im Wasser. Ein Lichtkegel ensteht wie ein Überschallknall beim Flugzeug. Lichtgeschwin.:Cwasser = Cvakuum/1,33
Ring durch Cherenkov-Licht in Photomultiplier gemessen.
Messung der Neutrinos
Amand Faessler, Tuebingen
Arthur (Art) MacDonald, Canada;
Sudburry Neutrino Observatory
Creighten-Zink-Mine, Sudburry, Ontario, Kanada
Detektorkugel mit 9456 Fotomultiplier. 2000 Meter unter der Erde. 1000 t D2O
17 Meter Durchmesser.20 cm Durchmesser der Fotomultiplier .Zähler decken 55% der ganzen Kugel ab. 23 Zähler müssen ansprechen für ein gezähltes Cherenkov-Ereignis mit mindestens 6,75 MeV Energiedeposition.
Amand Faessler, Tuebingen
Elastische Neutrinostreuung(ES):
Relative Stärke ne zu (nm + nt) 7 zu 2
e-
e- (fast)
νe
W+
νe e- (fast)
e-
e-
νx
νx
Z0
+
6 : 1:1:1
1) Vorwärts-Streuung
Amand Faessler, Tuebingen
Geladener Strom W+
e-
νe
W+
P P
Deuteron(p + n)
Misst nur ne
2) Rückwärts-Streuung der e-
nxd
Z0
nx
p nNachweis der Neutronen durch Einfang an Salz (NaCl) (8 MeV).Misst ne + nm +nt mit gleichem Gewicht: Totaler Neutrinofluß.
3) Aufbruch des Deuterons
SSM = Standard Solar model (Bahcall and Pinsenaux 2005)
Rückwärts-Streuung: sensitiv auf Elektronneutrinos Vorwärts-Streuung : n-e zu (n-m und n-t) : 7 zu (2)
Deuteron-Aufbruch: sensitiv auf n-e, n-m, n-t total
Alle in der Sonne produzierten Elektron-Neutrinos kommen auf der Erde an. Sie haben sich nur teilweise in Müon- und Tauon-Neutrinos oszilliert.
Art MacDonald und die SNO-Kollaboration haben damit das lang existierende Sonnen-Neutrino-Rätsel gelöst.
Deshalb hatte ich ihn für den Nobelpreis vorgeschlagen.
ENDE