首页 理论教育 微中子探测技术及其历史发展

微中子探测技术及其历史发展

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于微中子与其他物质的相互作用极小,微中子的探测器必须非常大,以求能观测到可观数量的微中子。20世纪50年代,反微中子首次在核反应堆附近被探测到。能量高于阈值1.8MeV的反微中子引起水中质子产生充电电流并相互作用,从而产生正电子和中子。但他使用的检测介质为重水,并允许重氢中任意味道的微中子光解离,从而使由镉原子捕获产生的自由微中子被伽马射线探测到。

微中子探测技术及其历史发展

由于微中子与其他物质的相互作用极小,微中子的探测器必须非常大,以求能观测到可观数量的微中子。为了屏蔽宇宙射线及其他可能的背景干扰,微中子的探测仪器经常建在地底下。20世纪50年代,反微中子首次在核反应堆附近被探测到。莱因斯(Reines)和考万(Cowan)使用了两个装有氯化镉溶液的容器,夹在两个液体闪烁计数器中。能量高于阈值1.8MeV的反微中子引起水中质子产生充电电流并相互作用,从而产生正电子和中子。产生的正电子与电子湮灭生成了光子以及约0.5MeV能量。也许两个闪烁探测器恰巧可以检测到在目标上下位置的一对光子。在正电子湮灭生成光子的大约几微秒后,中子被镉原子捕获并产生大约8MeV的伽马射线。此过程中利用了多种测量方法。超级神冈探测器(Super-Kamiokande)是一个四周放置了光电倍增管探测器的巨大水池,用来检测入射中子在水中制造了电子和μ介子后产生的切伦科夫(Cherenkov)辐射。这与萨德伯里微中子观测站(Sudbury Neutrino Observatory)使用了相同的原理。但他使用的检测介质为重水,并允许重氢中任意味道的微中子光解离,从而使由镉原子捕获产生的自由微中子被伽马射线探测到。其他探测器包含大量的氯元素和镓元素,它们由电子微中子和原始物质的相互作用而产生,用于周期性检查氩元素和锗元素是否过量。弥诺斯(MINOS)探测器采用一个固态塑料闪烁器与光电倍增管耦合,而Borexino实验则利用光电倍增管监测液态假枯烯闪烁器。有人提议的NOνA探测器利用雪崩光电二极管监测液态闪烁器。冰立方微中子观测台(IceCube Neutrino Observatory)则利用南极附近内部装满光电倍增管的1km3南极冰盖。(www.xing528.com)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈