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Borexino El mundo surrealista de los detectores de neutrinos - Asombro Mundo
Los neutrinos son una de las partículas fundamentales que componen el universo, pero no en la forma en que lo son los electrones, los protones y los neutrones.Estas partículas son extremadamente pequeñas, casi sin masa y eléctricamente neutras, por lo que no se ven afectadas por las fuerzas electromagnéticas y reaccionan muy débilmente con otras partículas de la naturaleza.Los neutrinos son producidos por la descomposición de elementos radiactivos en reacciones nucleares como en el núcleo del sol o estrellas en explosión.Una vez que nacen, viajan en línea recta a la velocidad de la luz que pasa a través de la materia sólida casi sin obstáculos.Aunque pequeños, llevan una cantidad colosal de energía, algunos de ellos llevan la misma cantidad de energía que una pelota de tenis bien golpeada.Para detectar estas partículas usando la misma tecnología que usan en el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza, se requeriría un anillo de imanes del tamaño de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Por lo tanto, los detectores de neutrinos utilizan un tipo de ciencia y tecnología completamente diferente.Algunos detectores usan grandes tanques llenos de agua y rodeados por tubos fotomultiplicadores que vigilan la radiación emitida cuando un neutrino entrante crea un electrón o muón en el agua.Otros detectores tienen tanques llenos de cloro o galio u otros líquidos.Los detectores de neutrinos a menudo se construyen bajo tierra, para aislar el detector de los rayos cósmicos y otras radiaciones de fondo.
Super-Kamiokande
Ingenieros examinando instrumentos dentro del tanque Super-Kamiokande medio lleno en un bote de remos.autor de la foto El detector de neutrinos Super-Kamiokande se encuentra a 1,000 metros debajo del Monte Kamioka, cerca de la ciudad de Hida, en Japón.El detector consiste en un tanque cilíndrico de acero inoxidable de 41 metros por 39 metros que contiene 50,000 toneladas de agua ultrapura y rodeado por más de 11,000 tubos fotomultiplicadores (PMT).Es uno de los detectores más grandes de su tipo. Cuando un neutrino que pasa interactúa con los electrones o núcleos de agua, puede producir una partícula cargada que se mueve más rápido que la velocidad de la luz en el agua.Esto crea un cono de luz conocido como radiación de Cherenkov, que es el equivalente óptico de un boom sónico.La luz de Cherenkov se proyecta como un anillo en la pared del detector y es grabada por los PMT.Usando estos datos, los científicos pueden determinar la dirección de la fuente y el sabor del neutrino entrante. autor de la foto autor de la foto autor de la foto autor de la foto autor de la foto autor de la foto
Detector de neutrinos de centelleo líquido
El detector de neutrinos de centelleo líquido (LSND) en el Laboratorio Nacional de Los Alamos funcionó entre 1993 y 1998. El detector consistía en un tanque lleno de 167 toneladas (50,000 galones) de aceite mineral mezclado con un material de centelleador orgánico, y estaba equipado con 1220 tubos fotomultiplicadores. .Los resultados de la LSND, sin embargo, fueron controvertidos y fueron refutados por pruebas posteriores de otros laboratorios. autor de la foto
MiniBooNE
El detector MiniBooNE en Fermilab fue diseñado para verificar o refutar sin ambigüedad el resultado controvertido de LSND en un ambiente controlado.El detector es una esfera de 40 pies (12 metros) de diámetro llena con 800 toneladas de aceite mineral y revestida con 1520 tubos fotomultiplicadores.El detector ve una colisión de neutrinos cada 20 segundos, lo que equivale a aproximadamente 1 millón de eventos de neutrinos por año. autor de la foto
Borexino
Borexino es un experimento de física de partículas ubicado a casi una milla debajo de la superficie de la montaña Gran Sasso, a unas 60 millas de Roma.El detector es una esfera de acero de 59 pies llena de un centelleador líquido.El objetivo principal del experimento es hacer una medición precisa del flujo de neutrinos de berilio-7 del sol y compararlo con la predicción del modelo solar estándar.Esto permitirá a los científicos comprender mejor los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en el núcleo del Sol y también ayudará a determinar las propiedades de las oscilaciones de neutrinos. El detector Borexino que muestra la esfera interna del centelleador, la esfera de protección y los detectores.autor de la foto El exterior de la esfera de acero de 59 pies del detector de neutrinos.autor de la foto El interior del detector Borexino.autor de la foto
Observatorio de neutrinos de Sudbury
El Observatorio de Neutrinos de Sudbury está ubicado a 2,100 metros bajo tierra en la mina Creighton de Vale Inco en Sudbury, Ontario, Canadá.El objetivo del detector SNO consistía en 1,000 toneladas de agua pesada contenida en un recipiente acrílico de 6 metros de radio.La cavidad del detector fuera del recipiente se llenó con agua normal para proporcionar flotabilidad para el recipiente y protección contra la radiación.El agua pesada fue vista por aproximadamente 9.600 tubos fotomultiplicadores.Según se informa, la cavidad que alberga el detector es la cavidad subterránea artificial más grande del mundo. autor de la foto
Observatorio de neutrinos IceCube
El Observatorio de Neutrinos IceCube está ubicado en la estación Amundsen-Scott South Pole en la Antártida.Consiste en miles de sensores distribuidos en un kilómetro cúbico de volumen bajo el hielo antártico.Cada sensor, un globo de vidrio esférico llamado Módulos ópticos digitales (DOM), consta de un tubo fotomultiplicador y una computadora, y está suspendido por "cuerdas" en los agujeros perforados en el hielo a profundidades que van desde 1.450 a 2.450 metros.El Observatorio de Neutrinos IceCube es el telescopio de neutrinos más grande del mundo. autor de la foto Un módulo óptico digital (DOM).autor de la foto Un módulo óptico digital (DOM) se baja en un agujero de 2.500 metros de profundidad en el hielo.autor de la foto autor de la foto
Detector KamLAND
El Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (KamLAND) es un dispositivo experimental que fue construido en el Observatorio Kamioka, una instalación subterránea de detección de neutrinos cerca de Toyama, Japón.Su propósito es detectar antineutrinos electrónicos emitidos por los 53 reactores nucleares comerciales japoneses que rodean el detector. La capa externa del detector KamLAND consiste en un recipiente de contención de acero inoxidable de 18 metros de diámetro con un revestimiento interno de 1,879 tubos fotomultiplicadores, cada uno de 50 centímetros de diámetro.Su segunda capa interna consiste en un globo de nylon de 13 m de diámetro lleno de un centelleador líquido compuesto por 1,000 toneladas métricas de aceite mineral, benceno y químicos fluorescentes. autor de la foto
Experimento de Daya Bay Reactor Neutrino
El experimento de neutrinos del reactor de la bahía de Daya se encuentra en la bahía de Daya, aproximadamente a 52 kilómetros al noreste de Hong Kong, en China.El experimento consta de ocho detectores de antineutrinos, agrupados en tres ubicaciones dentro de 1,9 km de seis reactores nucleares.Cada detector consta de 20 toneladas de centelleador líquido rodeado de tubos fotomultiplicadores y blindaje. Las entrañas de cada detector cilíndrico de antineutrino consisten en un recipiente acrílico transparente anidado dentro de otro, los cuales se encuentran dentro de un tercer recipiente hecho de acero inoxidable.Esto se llena con centelleador líquido claro. Crédito de la foto: Roy Kaltschmidt, LBNL
