خصائص النيوترينو
يعرف النيوترينو بالجسيم الشبحي، لذلك فقد تأخرت أول تجربة لرصده حتى عام 1956، أى بعد 25 عاماً من افتراضه، وقد كوفئ مكتشفيه بجائزة نوبل 1995. وبحلول عام 1962 كشف وجود أكثر من نوع واحد من النيوترينو بالكشف عن نيوترينو الميون.
وقتها ظهر النوع الثالث من الليبتونات عام 1975 في المسرع الخطي بجامعة ستانفورد، أيضاً كان من المتوقع وجود نيوترينو مرافق له، وقد تم الإعلان عن أول اكتشاف فعلي لنيوترينو التاو عام 2000. وقد كان الاعتقاد أن النيوترينو لا كتله له.
تقنيات الكشف عن النيوترينو
النيوترينو
تم بناء العديد من كواشف النيوترينو حول العالم، وبما أن جسيمات النيوترينو تتفاعل فقط عن طريق القوة الضعيفة مع جسيمات أخرى من المادة لذلك توجب على هذه الكواشف ان تتصف بالضخامة لكشف عدد كبير من هذه الجسيمات. كما أنها غالباً ما تبنى تحت الأرض لعزلها عن الأشعة الكونية والأشعة الأخرى الموجودة في الخلفية (الناتجة عن المواد المشعة طبيعياً الموجودة على الأرض، محطات الطاقة النووية، القنابل النووية، المسرعات)
لتبقى بذلك جسيمات النيوترينو القادمة من الفضاء الخارجي والمهتمين بدراستها. يعتبر موضوع استخدام الكشف عن النيوترينو ضمن علم الفلك في بداياته، وحتى الآن المصادر المؤكدة للنيوترينو من خارج الأرض هي فقط الشمس وسوبرنوفا SN1987A.
وهناك العديد من الكواشف
– كواشف شيرينكوف، وتستفيد من ظاهرة إشعاع شيرينكوف (إشعاع كهرومغناطيسي يصدر عندما تمر جسيمات مشحونة كالإلكترونات والميونات خلال وسط كالماء بسرعة أكبر من سرعة الضوء في ذلك الوسط ) في هذا الكاشف تحاط كمية هائلة من مادة نقية كالماء أو الثلج بأنابيب مضاعف ضوئي (حساس ضوئي)، فعندما تتفاعل جسيمات النيوترينو والتي هي ليبتونات غير مشحونة مع جزيئات الماء من الممكن أن تشكل ليبتونات مشحونة والتي بدورها ممكن أن تصدر اشعاع شيرنكوف إذا ما امتلكت طاقة كافية..
يمكن بعد ذلك الكشف عن الضوء بأنبوبة المضاعف الضوئي (عبارة عن صمامات مفرغة وتعتمد في الكشف عن الأشعة الكهرومغناطيسية الساقطة عليها على المفعول الكهروضوئي تحوي مجموعة من الأقطاب تضخم من عدد الإلكترونات الناتجة عن هذا المفعول وتنتج بالنهاية نبضة كهربائية يمكن قياسها).
#يعد كاشف سوبر كاميوكاندي في اليابان (وهو الذى أجرى فيه تاكاكى كاجيتا تجربته) أكبر كاشف من هذا النوع، ويتكون من 12.5 مليون غالون من المياه تحيط بها أكثر من 11،000 أنبون مضاعف ضوئي، وصفوف من الحساسات الضوئية لالتقاط الإشعاع الناجم عن التفاعل بين جسيمات النيوترينو وجزيئات الماء. ويعمل مرصد سدبري بشكل مشابه ولكن يستخدم الماء الثقيل D2o (أي يستعاض عن الهيدروجين بنظيريه الديوتيريوم الأثقل) كوسط كاشف.
Super Kamiokande neutrino detector
#أما مشروع AMANDA (وهو اختصار Antarctic Muon And Neutrino Detector Array) ومشروع أيس كيوب IceCube استفادا من هذه الطريقة على نطاق أوسع بكثير عن طريق استخدام الثلج الموجود في القارة القطبية الجنوبية بدلاً من الماء، حيث تم بناؤهما هناك في المكان الوحيد الموجود فيه قطعة جليد كبيرة بما فيه الكفاية.
#أما كاشف MiniBooNE فيستخدم الزيوت المعدنية النقية كوسط كاشف، فالزيوت المعدنية هي وميضية بطبيعتها، لذا حتى وإن لم تمتلك الجسيمات المشحونة الطاقة الكافية لإنتاج إشعاع شيرينكوف يمكن أن يستمر إنتاج الضوء الوميضي. هذا مايسمح للميونات والبروتونات غير المرئية في الماء أن تكشف.
هناك كواشف أخرى تتكون من كميات هائلة من الكلور والغاليوم التي يتم فحصها دورياً لمراقبة الزيادة في الأرغون والغاليون على الترتيب، والذين يتشكلا نتيجة تفاعل النترينو مع المادة الأصلية.