Нейтринная обсерватория

Нейтринные обсерватории (также известные как нейтринные телескопы , детекторы нейтрино или, что слишком общее, нейтринные эксперименты ) - это детекторы частиц, специально разработанные для обнаружения и измерения нейтрино от удаленных источников. Считается, что здесь далеко 100 метров и более.

Поскольку нейтринные реакции имеют очень малые сечения , нейтрино очень редко реагируют с нормальным веществом . Поэтому детекторы нейтрино должны быть очень большими и обычно собирать данные в течение многих лет, чтобы получить статистически значимые результаты измерений.

На поверхности Земли редкие нейтринные события маскируются гораздо более частыми сигналами мюонов вторичных космических лучей . Вот почему детекторы нейтрино устанавливают на больших морских глубинах, под горами или в шахтах, которые больше не используются.

По месту происхождения наблюдаемых нейтрино можно провести различие между

• космические нейтрино (космос)
• солнечные нейтрино (солнце)
• атмосферные нейтрино (земная атмосфера)
• Геонейтрино (недра Земли)
• Реакторные нейтрино (ядерные реакторы)
• Нейтрино из экспериментов на ускорителях

Важные нейтринные обсерватории

Некоторые важные нейтринные обсерватории перечислены в таблице ниже.

Нейтринные эксперименты
обсерватория	чувствительность	Тип детектора	Детекторный материал	Тип реакции	реакция	Пороговая энергия
АНТАРЕС , Средиземное море, Франция	космический ${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$	Черенков	H 2 O	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$+ N → - + X + N → + + X мюонов${\ displaystyle \ mu}$ ${\ displaystyle {\ overline {\ nu}} _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ mu}$	> 10 ГэВ	[1]
Борексино , Гран-Сассо, Италия	низкоэнергетическая солнечная энергия ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Сцинтиллятор	H 2 O C 6 H 3 (CH 3 ) 3 C 15 H 11 НЕТ	упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {x}}$+ е - → + е -${\ displaystyle \ nu _ {x}}$	250-665 кэВ	[2]
ЧИСТЫЙ	низкоэнергетические солнечные , а также от сверхновых и пульсаров${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Сцинтиллятор	жидкий неон	упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {x}}$+ e - → + e - + 20 Ne → + 20 Ne${\ displaystyle \ nu _ {x}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	?	[3]
Дайя Бэй , Дайя Бэй , Китай	Реакторные нейтрино	Сцинтиллятор	органический комплекс Gd	заряженный ток (обратный бета-распад)	${\ displaystyle {\ overline {\ nu}} _ {e}}$+ р + → п + е +	1,8 МэВ	[4]
Двойной Chooz , Chooz	Реакторные нейтрино	Сцинтиллятор	органический комплекс Gd	заряженный ток (обратный бета-распад)	${\ displaystyle {\ overline {\ nu}} _ {e}}$+ р + → п + е +	1,8 МэВ	[5]
GALLEX , Gran Sasso, Италия	солнечный ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	радиохимический	GaCl 3 (30 т Ga )	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 71 Ga → 71 Ge + e -	233,2 кэВ	[6]
GNO , Гран-Сассо, Италия	низкоэнергетическая солнечная энергия ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	радиохимический	GaCl 3 (30 т Ga )	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 71 Ga → 71 Ge + e -	233,2 кэВ	[7]
ГЕРОН	в основном низкоэнергетическая солнечная${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Сцинтиллятор	сверхтекучий гелий	нейтральное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ е - → + е -${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	1 МэВ	[8-е]
Хоумстейк - Хлор , Хоумстейк Рудник, США	солнечный ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	радиохимический	C 2 Cl 4 (615 т)	заряженное электричество	37 Cl + → 37 Ar * + e - 37 Ar * → 37 Cl + e + +${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	814 кэВ	[9]
Хоумстейк - Йод , шахта Хоумстейк, США	солнечный ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	радиохимический	NaI	упругое рассеяние, заряженный ток	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ e - → + e - + 127 I → 127 Xe + e -${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	789 кэВ	[10]
ICARUS , Гран-Сассо, Италия	солнечные и атмосферные нейтрино, и , , из CERN${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$	Черенков	жидкий аргон	упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ е - → + е -${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	5,9 МэВ	[11]
IceCube , Южный полюс	атмосферных и космических , , , возможно , более ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$	Черенков	1 км³ H 2 O (лед)	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {x}}$+ N → x + X в основном мюоны	> 200 ГэВ; ≈ 10 ГэВ с расширением DeepCore	[12]
INO , Ино Пик, Индия	атмосферные нейтрино	Камера резистивной пластины	Стекло	упругое рассеяние, заряженный ток	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ e - → + e - + нет → e - + p + + p + → e + + no${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	?	[13]
Камиоканде , Камиока, Япония	солнечный и атмосферный ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Черенков	3000 т H 2 O	упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ е - → + е -${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	7,5 МэВ	[14]
KamLAND , Камиока, Япония	Реакторные нейтрино, геонейтрино ${\ displaystyle {\ bar {\ nu}} _ {e}}$	Сцинтиллятор			${\ displaystyle {\ bar {\ nu}} _ {e} + p \ to e ^ {+} + n}$	1,8 МэВ	[15]
LENS , Гран-Сассо, Италия	низкоэнергетическая солнечная энергия ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Сцинтиллятор	В (МВА) x	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 115 In → 115 Sn + e - + 2γ	120 кэВ	[16]
ЛУНА , Вашингтон, США	низкоэнергетические солнечные и низкоэнергетические сверхновые${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	Сцинтиллятор	100 Mo (1 т) + MoF 6 (газообразный)	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 100 Mo → 100 Tc + e -	168 кэВ	[17]
ОПЕРА , Гран Сассо, Италия	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$, , Из CERN${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$	Гибридный	2000 т Pb / эмульсия + мюонный спектрометр	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$+ N → + X${\ Displaystyle \ тау}$	4,5 ГэВ	[18]
RENO , Йонгван , Южная Корея	Реакторные нейтрино	Сцинтиллятор	органический комплекс Gd	заряженный ток (обратный бета-распад)	${\ displaystyle {\ overline {\ nu}} _ {e}}$+ р + → п + е +	1,8 МэВ
RNO-G , Вершина, Гренландия	космические нейтрино высоких энергий	Радиоволновые антенны		заряженные вторичные частицы от неупругого столкновения с атомами			[19]
SAGE , Баксан, Россия	низкоэнергетическая солнечная энергия ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	радиохимический	GaCl 3	заряженное электричество	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 71 Ga → 71 Ge + e -	233,2 кэВ	[20]
SNO , шахта Садбери, Канада	солнечный и атмосферный , ,${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$	Черенков	1000 т D 2 O	заряженный ток, нейтральный ток, упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ 2 1 D → p + + p + + e - + 2 1 D → + no + p + + e - → + e - ${\ displaystyle \ nu _ {x}}$${\ displaystyle \ nu _ {x}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	6,75 МэВ	[21]
Супер Камиоканде , Камиока, Япония	солнечный и атмосферный , , и , , из KEK ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$${\ displaystyle \ nu _ {e}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$	Черенков	32000 т H 2 O	упругое рассеяние, заряженный ток	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ e - → + e - + нет → e - + p + + p + → e + + no${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	?	[22]
ООН , шахта Хендерсон, США	солнечные, атмосферные и реакторные нейтрино	Черенков	440 000 т H 2 O	упругое рассеяние	${\ displaystyle \ nu _ {e}}$+ е - → + е -${\ displaystyle \ nu _ {e}}$	?	[23]