Amand Faessler, Tübingen

Präsentation zum Thema: "Amand Faessler, Tübingen"—  Präsentation transkript:

1 Amand Faessler, Tübingen
Physik-Nobelpreis Die Lösung des Sonnen- Neutrino-Rätsels. Japaner Takaaki Kajita, 56 Jahre; Kanadier Arthur B. McDonald, 72 Jahre Amand Faessler, Tübingen

2 Art McDonald Takaaki Kajita Queens Uni., Kingston, Kan.
Tokio Univ., Tokio, Japan

3 Brief Wolfgang Pauli‘s am 4
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) Elektron +Neutrino (Z+1,A)

4 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 Nachweis H2O + Cd-Salz: nce + p  e+ + n e+ + e-  2 g; n + 113Cd  γ +114Cd

5 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

6 Savanna River Reaktor n  p + e- + nce

7 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 Nachweis H2O + Cd-Salz: nce + p  e+ + n e+ + e-  2 g; n + 113Cd  g +114Cd

8 Sonnenenergie (Hans Bethe). Sonnen-Neutrino-Rätsel
Verbrennung von Wasserstoff (p) Bindungenergie von 4He: 28 MeV

9 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

10 Produktions = Flavor-Zustände und Massenzustände
Wellen-Teilchen Dualismus

11 Atmosphärische Neutrinos durch Kosmische Strahlung.
Durch den Daumennagel gehen pro Sekunde 10 Milliarden Neutrinos. p n m

12 Wasser, Cherenkov-Licht
Takaaki Kajita: Super-Kamiokande Tonnen reines Wasser; etwa Photomultiplier mit 50 cm Durchm. Wasser, Cherenkov-Licht

13 Super-Kamiokande Kollaboration

14 Messung der Neutrinos nm e- e- Cwasser = Cvakuum/1,33
Ring durch Cherenkov-Licht in Photomultiplier gemessen. Elektronen haben eine grössere Geschwindigkeit als Licht im Wasser. Ein Lichtkegel ensteht wie ein Überschallknall beim Flugzeug. Lichtgeschwin.: Cwasser = Cvakuum/1,33 e- e- nm

15 Auffüllen der 60 Tonnen Wasser und Überprüfung der Photomultiplier.
Ein genauerer Blick.

16 Ein Photomultiplier hat 50 cm Durchmesser.

17 Cherenkow-Ring am Boden des Detektors

18 Kosmische Strahlung produziert Pionen über dem Süd-Atlantik.
Hochenergetische m+ zerfallen nicht/weniger beim Durch- gang durch die Erde wegen relativistischer Zeitdilatation.

19 Bild der Sonne von entgegen-gesetzter Seite der Erde von Super-Kameo.
mit Neutrinos gemessen.

20 Arthur (Art) MacDonald, Canada; Sudburry Neutrino Observatory
Creighten-Zink-Mine, Sudburry, Ontario, Kanada Amand Faessler, Tuebingen

21 Sudburry-Neutrino-Kollaboration

22 Detektorkugel mit 9456 Fotomultiplier. 2000 Meter unter der Erde
Detektorkugel mit 9456 Fotomultiplier Meter unter der Erde 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.

23 Amand Faessler, Tuebingen
THE SNO CHERENKOV DETECTOR WITH HEAVY WATER 9456 Photomulti- pliers Ø 20 cm 55 % von 4π. Cherenkov- Strahlung-Ereignis: e-Trigger ≥ 23 PMT Eν (Schwelle) = 6.75 MeV ; Ø 17 m; Blick von unten. Amand Faessler, Tuebingen

24 Elastische Neutrinostreuung(ES):
Relative Stärke ne zu (nm + nt) 7 zu 2 e- 1) Vorwärts-Streuung e- (fast) νe νx e- (fast) W+ Z0 + e- e- νe νx : 6 1:1:1 Amand Faessler, Tuebingen

25 Amand Faessler, Tuebingen
Geladener Strom W+ 2) Rückwärts-Streuung der e- P P e- W+ νe Deuteron (p + n) Misst nur ne Amand Faessler, Tuebingen

26 3) Aufbruch des Deuterons
p n Nachweis der Neutronen durch Einfang an Salz (NaCl) γ (8 MeV). Misst ne + nm +nt mit gleichem Gewicht: Totaler Neutrinofluß. nx Z0 d nx

27 Vorwärts-Streuung : n-e zu (n-m und n-t) : 7 zu (2)
SSM = Standard Solar model (Bahcall and Pinsenaux 2005) n Vorwärts-Streuung : n-e zu (n-m und n-t) : 7 zu (2) Rückwärts-Streuung: sensitiv auf Elektronneutrinos Deuteron-Aufbruch: sensitiv auf n-e, n-m, n-t total

28 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