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Das '''Sudbury Neutrino Observatory''' (SNO) ist ein [[Neutrino-Observatorium]] in einer alten [[Nickel]][[Bergwerk|mine]] in der Nähe von [[Greater Sudbury|Sudbury]], [[Ontario]], [[Kanada]], das im Mai [[1999]] in Betrieb ging. Der Detektor wurde am 28. Oktober 2006 abgeschaltet, die gewonnenen Daten wurden danach über einen längeren Zeitraum analysiert. | |||
Der Leiter des Experiments, [[Art McDonald]], wurde 2015 mit dem [[Nobelpreis für Physik]] für den Beitrag des Experiments zur Entdeckung der [[Neutrinooszillation]]en ausgezeichnet.<ref>[https://www.cbc.ca/news/technology/nobel-prize-physics-2015-1.3258178 ''Nobelpreis für Physik 2015: Der Kanadier Arthur B. McDonald gewinnt mit dem Japaner Takaaki Kajita''] bei cbc.ca</ref> | |||
2014 wurde das unterirdische Labor zu einer permanenten Einrichtung ausgebaut und führt seitdem mehrere Experimente als SNOLAB durch. Die SNO-Ausrüstung selbst wurde derzeit renoviert und fand als '''SNO plus''' (''SNO+'', ''SNOplus'') seine weitere Nutzung.<ref>[http://snoplus.phy.queensu.ca/About.html SNO plus Pages]</ref> | |||
Kernstück des SNO ist der [[Teilchendetektor|Detektor]], der sich mehr als 2000 m unterhalb der Erdoberfläche befindet und 1000 t [[schweres Wasser]] (D<sub>2</sub>O) in einem kugelförmigen Tank aus Acrylglas enthält. Der Tank ist zur Abschirmung und zur mechanischen Stabilisierung vollständig in ein Becken mit normalem Wasser eingetaucht. Da sich der Detektor so tief unter der Erdoberfläche befindet, ist er sehr gut gegen kosmische Strahlung abgeschirmt. Aufgrund der schwachen Wechselwirkung von [[Neutrino]]s mit Materie erreichen sie als einzige Teilchen nahezu ungehindert den Detektor. Elektronneutrinos reagieren mit den Neutronen des Deuteriums in den Molekülen des schweren Wassers zu einem Proton und einem Elektron (neutrinoinduzierter [[Betazerfall]]). Beim Durchgang der Elektronen durch das Wasser entsteht [[Tscherenkow-Strahlung]], die von ca. 9600 um den Tank angeordneten [[Photomultiplier]]n detektiert wird. | == Aufbau und Ziel == | ||
Kernstück des SNO ist der [[Teilchendetektor|Detektor]], der sich mehr als 2000 m unterhalb der Erdoberfläche befindet und 1000 t [[schweres Wasser]] (D<sub>2</sub>O) in einem kugelförmigen Tank aus Acrylglas enthält. Der Tank ist zur Abschirmung und zur mechanischen Stabilisierung vollständig in ein Becken mit normalem, hochreinem Wasser eingetaucht. Da sich der Detektor so tief unter der Erdoberfläche befindet, ist er sehr gut gegen kosmische Strahlung abgeschirmt. | |||
Aufgrund der schwachen Wechselwirkung von [[Neutrino]]s mit Materie erreichen sie als einzige Teilchen nahezu ungehindert den Detektor. Elektronneutrinos reagieren mit den Neutronen des Deuteriums in den Molekülen des schweren Wassers zu einem Proton und einem Elektron (neutrinoinduzierter [[Betazerfall]]). Beim Durchgang der Elektronen durch das Wasser entsteht [[Tscherenkow-Strahlung]], die von ca. 9600 um den Tank angeordneten [[Photomultiplier]]n detektiert wird. | |||
Myon- und Tauneutrinos können vorgenannte Reaktion nicht auslösen, können aber durch Reaktionen der elastischen Neutrinostreuung an Elektronen oder durch Disintegration von Deuterium in Proton und Neutron im Detektor nachgewiesen werden. Dadurch wird eine Unterscheidung von Elektronneutrinos und den übrigen Neutrinos ermöglicht. Erst hierdurch konnte das [[Neutrinoproblem|solare Neutrinoproblem]] (zu geringe Messraten für Elektron-Neutrinos) auch experimentell mit der Theorie der [[Neutrinooszillation]] erklärt werden, da die fehlenden Elektronneutrinos als Myon- oder Tauneutrinos detektiert werden konnten. Neuere Messungen haben gezeigt, dass der Gesamtneutrinofluss (Elektron-, Myon- und Tauneutrinos) sehr gut mit der Erwartung aus dem Standardsonnenmodell übereinstimmt. Hiermit sind zweifelsfrei Neutrinooszillationen nachgewiesen worden. | Myon- und Tauneutrinos können vorgenannte Reaktion nicht auslösen, können aber durch Reaktionen der elastischen Neutrinostreuung an Elektronen oder durch Disintegration von Deuterium in Proton und Neutron im Detektor nachgewiesen werden. Dadurch wird eine Unterscheidung von Elektronneutrinos und den übrigen Neutrinos ermöglicht. Erst hierdurch konnte das [[Neutrinoproblem|solare Neutrinoproblem]] (zu geringe Messraten für Elektron-Neutrinos) auch experimentell mit der Theorie der [[Neutrinooszillation]] erklärt werden, da die fehlenden Elektronneutrinos als Myon- oder Tauneutrinos detektiert werden konnten. Neuere Messungen haben gezeigt, dass der Gesamtneutrinofluss (Elektron-, Myon- und Tauneutrinos) sehr gut mit der Erwartung aus dem Standardsonnenmodell übereinstimmt. Hiermit sind zweifelsfrei Neutrinooszillationen nachgewiesen worden. | ||
Am 18. Juni 2001 wurden die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse von SNO veröffentlicht,<ref>[https://falcon.phy.queensu.ca/SNO/sno/first_results/ ''Erste Ergebnisse des Sudbury Neutrino Observatory erklären die fehlenden solaren Neutrinos und enthüllen neue Neutrino-Eigenschaften''] bei falcon.phy</ref> die den ersten eindeutigen Beweis dafür liefern, dass Neutrinos schwingen (dh sich ineinander verwandeln können), wenn sie sich in der Sonne bewegen. Diese Schwingung impliziert wiederum, dass Neutrinos Massen ungleich Null haben. Der von SNO gemessene Gesamtfluss aller Neutrino-Aromen stimmt gut mit der theoretischen Vorhersage überein. Weitere von SNO durchgeführte Messungen haben seitdem die Genauigkeit des ursprünglichen Ergebnisses bestätigt und verbessert. | |||
== Auszeichnungen == | |||
* Asteroid 14724 SNO ist zu Ehren von SNO benannt. | |||
* 2006 wurde das gesamte SNO-Team mit dem ersten John C. Polanyi Award für „einen kürzlich in Kanada durchgeführten herausragenden Fortschritt in allen Bereichen der Naturwissenschaften oder Ingenieurwissenschaften“ ausgezeichnet. | |||
* 2015 [[Nobelpreis für Physik]] an [[Arthur B. McDonald]] für die Entdeckung der Neutrinoschwingung. | |||
* 2016 [[Fundamental Physics Prize]] für SNO zusammen mit 4 weiteren Neutrinoexperimenten | |||
== Weblinks == | |||
* [http://www.sno.phy.queensu.ca/ ''Sudbury Neutrino Observatory''] | |||
* [https://falcon.phy.queensu.ca/SNO/papers/JelleyMcDonaldRobertsonAnnRev2009.pdf ''The Sudbury Neutrino Observatory''] von [[Arthur Bruce McDonald]] | |||
* [http://www.ieee.ca/millennium/neutrino/sno_deep.html ''Deep Sphere: Das einzigartige strukturelle Design des in der Erde vergrabenen Sudbury Neutrinos Observatory''] | |||
* [https://cerncourier.com/a/the-sudbury-neutrino-observatory-canadas-eye-on-the-universe/ ''Das Sudbury Neutrino Observatory - Kanadas Blick auf das Universum''] | |||
== Einzelnachweise == | == Einzelnachweise == | ||
<references /> | <references /> | ||
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[[Kategorie:Bodengebundenes Observatorium]] | [[Kategorie:Bodengebundenes Observatorium]] | ||
[[Kategorie:Neutrino- | [[Kategorie:Neutrino-Observatorium]] | ||
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[[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Kanada]] | [[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Kanada]] | ||
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Das Sudbury Neutrino Observatory (SNO) ist ein Neutrino-Observatorium in einer alten Nickelmine in der Nähe von Sudbury, Ontario, Kanada, das im Mai 1999 in Betrieb ging. Der Detektor wurde am 28. Oktober 2006 abgeschaltet, die gewonnenen Daten wurden danach über einen längeren Zeitraum analysiert.
Der Leiter des Experiments, Art McDonald, wurde 2015 mit dem Nobelpreis für Physik für den Beitrag des Experiments zur Entdeckung der Neutrinooszillationen ausgezeichnet.[1]
2014 wurde das unterirdische Labor zu einer permanenten Einrichtung ausgebaut und führt seitdem mehrere Experimente als SNOLAB durch. Die SNO-Ausrüstung selbst wurde derzeit renoviert und fand als SNO plus (SNO+, SNOplus) seine weitere Nutzung.[2]
Kernstück des SNO ist der Detektor, der sich mehr als 2000 m unterhalb der Erdoberfläche befindet und 1000 t schweres Wasser (D2O) in einem kugelförmigen Tank aus Acrylglas enthält. Der Tank ist zur Abschirmung und zur mechanischen Stabilisierung vollständig in ein Becken mit normalem, hochreinem Wasser eingetaucht. Da sich der Detektor so tief unter der Erdoberfläche befindet, ist er sehr gut gegen kosmische Strahlung abgeschirmt.
Aufgrund der schwachen Wechselwirkung von Neutrinos mit Materie erreichen sie als einzige Teilchen nahezu ungehindert den Detektor. Elektronneutrinos reagieren mit den Neutronen des Deuteriums in den Molekülen des schweren Wassers zu einem Proton und einem Elektron (neutrinoinduzierter Betazerfall). Beim Durchgang der Elektronen durch das Wasser entsteht Tscherenkow-Strahlung, die von ca. 9600 um den Tank angeordneten Photomultipliern detektiert wird.
Myon- und Tauneutrinos können vorgenannte Reaktion nicht auslösen, können aber durch Reaktionen der elastischen Neutrinostreuung an Elektronen oder durch Disintegration von Deuterium in Proton und Neutron im Detektor nachgewiesen werden. Dadurch wird eine Unterscheidung von Elektronneutrinos und den übrigen Neutrinos ermöglicht. Erst hierdurch konnte das solare Neutrinoproblem (zu geringe Messraten für Elektron-Neutrinos) auch experimentell mit der Theorie der Neutrinooszillation erklärt werden, da die fehlenden Elektronneutrinos als Myon- oder Tauneutrinos detektiert werden konnten. Neuere Messungen haben gezeigt, dass der Gesamtneutrinofluss (Elektron-, Myon- und Tauneutrinos) sehr gut mit der Erwartung aus dem Standardsonnenmodell übereinstimmt. Hiermit sind zweifelsfrei Neutrinooszillationen nachgewiesen worden.
Am 18. Juni 2001 wurden die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse von SNO veröffentlicht,[3] die den ersten eindeutigen Beweis dafür liefern, dass Neutrinos schwingen (dh sich ineinander verwandeln können), wenn sie sich in der Sonne bewegen. Diese Schwingung impliziert wiederum, dass Neutrinos Massen ungleich Null haben. Der von SNO gemessene Gesamtfluss aller Neutrino-Aromen stimmt gut mit der theoretischen Vorhersage überein. Weitere von SNO durchgeführte Messungen haben seitdem die Genauigkeit des ursprünglichen Ergebnisses bestätigt und verbessert.
Koordinaten: 46° 29′ 26″ N, 80° 59′ 39″ W