DONUT

DONUT war ein Experiment am Fermilab, mit dem es im Jahr 2000 erstmals gelang, das Tau-Neutrino ( $ν_{τ}$ ) nachzuweisen. DONUT steht für Direct Observation of the NU Tau. Das Experiment wurde in Zusammenarbeit von 13 Forschungseinrichtungen realisiert.

Erzeugung des Strahls

Zur Erzeugung des $τ$ -Neutrinostrahls wurden hochenergetische Protonen auf einen Wolframblock geschossen, wodurch unter anderem $τ$ -Neutrinos entstehen. Hierbei entstehen die $τ$ -Neutrinos durch den Zerfall sogenannter $D_{s}$ -Mesonen in ein $τ$ und ein $\bar{ν_{τ}}$ . Das $τ$ zerfällt dann weiter unter Erzeugung von $τ$ -Neutrinos. Da Neutrinos nur schwach wechselwirken, können sie leicht weitere Abschirmungen passieren, während andere Teilchen aus dem Strahl gefiltert werden. Im DONUT-Experiment war diese Abschirmung 15 Meter dick.

Aufbau des Detektors

Der Detektor des DONUT-Experiments ist etwa 15 Meter lang. Sein wichtigster Bestandteil sind die vier Module mit Emulsionsplatten, die zur Messung der Teilchenspuren benutzt wurden. Besonderes Interesse galt dabei den Spuren der $τ$ -Leptonen und deren Zerfällen in ein geladenes Teilchen plus Rest – sogenannte Kinks. Die restlichen Teile des Detektors dienten im Wesentlichen als Trigger und zur Vorselektierung der Ereignisse.

Quellen