Потоки солнечных нейтрино и нейтринные осцилляции

В течение 30 лет нейтринные детекторы регистировали заметно меньше нейтрино, чем предсказывали модели Солнца. Одно из объяснений дефицита нейтрино связано с гипотезой нейтринных осцилляций. Кажется эта гипотеза подтверждается экспериментом!

В нейтринной обсерватории Садбери (SNO) потоки "борных" нейтрино, образующихся на Солнце в реакции

⁸B → ⁸B* + e⁺ + ν_e,

детектировались с помощью реакций:

ν_e + d → p + p + e^-(CC)
ν_x + d → p + n + ν_x(NC)
ν_x + e^- → ν_x + e^-(ES).

Первая реакция (СС), протекающая с участием заряженных токов, чувствительна только к электронным нейтрино (ν_e), Вторая (NC), протекающая с участием нейтральных токов чувствительна ко всем нейтрино ( x - e, μ, τ). Упругое рассеяние (ES) чувствительно ко всем ароматам нейтрино, но к мюонным и тау в меньшей степени. Таким образом, если нейтрино могут переходить из одного аромата в другой, поток нейтрино, измеренный с помощью реакции (СС) F^CC(ν_e) должен быть меньше, чем поток, измеренный с помощью реакции (ES) F^ES(ν_x)

F^CC(ν_e) < F^ES(ν_x).

Экспериментальные данные, полученные в Садбери следующие (в единицах 10⁶ см^-2 с^-1):

	стат. погр.	сист. погр.
F^CC(ν_e) = 1.76	+0.06	+0.09
F^CC(ν_e) = 1.76	-0.05	-0.09
F^ES(ν_x) = 2.39	+0.24	+0.12
F^ES(ν_x) = 2.39	-0.23	-0.12
F^NC(ν_x) = 5.09	+0.44	+0.46
F^NC(ν_x) = 5.09	-0.43	-0.43

Получены следующие оценки потоков электронных F(ν_e) и мю и тау-нейтрино F(ν_μν_τ)

	стат. погр.	сист. погр.
F(ν_e) = 1.76	+0.06	+0.09
F(ν_e) = 1.76	-0.05	-0.09
F(ν_μν_τ) = 3.41	+0.45	+0.48
F(ν_μν_τ) = 3.41	-0.45	-0.45

Оценка полного потока борных солнечных нейтрино находится в хорошем согласии со стандартной моделью Солнца.

F_СМС(ν) = 5.05	+1.01
	-0.81

Оценка суммы масс электронного, мюонного и тау нейтрино находятся в пределах 0.05-8.4 эВ.

Подробности в оригинальных статьях sno_first_results2.pdf, sno_daynight_results.pdf, sno_nc_results.pdf и на сайте www.sno.phy.queensu.ca/sno/.

Нейтринная обсерватория в Садбери

Нейтринная обсерватория в Садбери (Онтарио, Канада) (Sudbury Neutrino Observatory (SNO)) была построена в шахте на глубине 2070 метров. Artist Concept of SNO SNO - черенковский детектор на тяжелой воде. 1000 тонн сверхчистой тяжелой воды (D₂O) залито в акриловый сосуд диаметром 12 метров. Черенковсое излучение регистрируется 9600 фотоумножителями, установленными на геодезической сфере диаметром 17 метров, окружающей сосуд с тяжелой водой. Детектор погружен в сверхчистую обычную воду, которая находится в бочкообразной полости диаметром 22 метра и высотой 34 метра, выкопанной в скале. За сутки детектор регистрирует около 10 нейтринный событий.

Некоторые подробности об установке

Поиски нейтринных осцилляций

Измерения потоков реакторных антинейтрино на установке KamLand