Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Rilevatore di neutrini

Salve a tutti,
vorrei sapere cos'è un rilevatore di neutrini, come funziona e  cosa
sono effettivamente queste particelle subatomiche.
               Grazie

emiliano.inguscio ha scritto:

Miiiiiiii..... niente piú????....:))


Provo a rispondere all'ultima parte senza andare troppo per il sottile:
1) sono particelle neutre (carica elettrica=0)
2) sono particelle di spin 1/2 come l'elettrone
3) hanno masse piccolissime che fino a qualche anno fa si riteneva
fossero proprio nulle
4) ne esistono di tre specie diverse (in realta' almeno tre nel senso
che alcune teorie ne prevedono altri non osservati): neutrino
elettronico N_e, muonico N_mu e tauonico N_tau. Sono particelle stabili
(a meno di considerare fenomeni di ''oscillazione'' tra le specie, vedi
dopo)
5) non e' ancora chiaro se l'antiparticella di un neutrino coincide con
il neutrino stesso come avviene per il fotone
5)  le specie si differenziano tra loro per le interazioni: ad esempio
N_e interagisce con l'elettrone (e la sua antiparticella) e con due
particelle cariche W^+ e W^-; N_mu interagisce ancora con W^+ e W^-  ma
 con la particella  mu (e antiparticella) anziche' con l'elettrone.
Tutte e tre le specie interagiscono  anche con un'altra particella
neutra che si chiama Z^0. Comunque la caratteristica comune e' che sono
molto molto poco interagenti (rispetto alle interazioni
elettromagnetiche),e da qui la difficolta' di osservarle e  il nome di
''interazioni deboli''.
6) Enrico Fermi e' stato uno dei padri fondatore della teoria  che
descrive le interazioni tra i neutrini e le altre particelle formulando
una prima spiegazione del decadimento beta in cui incorrono i neutrini.
7) Le specie di neutrini si differenziano anche per i valori delle
masse pero' allo stato attuale sperimentale si conoscono  solo le
differenze delle masse al quadrato tra le varie specie, e non la massa
di ognuna
8) per dare l'ordine di grandezza considera che, sperimentalmente, la
somma delle 3 masse  e' inferiore a 10^(-36) Kg
9) La massa non nulla dei neutrini e' suggerita dal fatto che sono
state osservate oscillazioni, cioe' cambiamenti di specie tra i
neutrini emessi da una sorgente (ad esempio il sole) e quelli osservati
al rivelatore: questo effetto (che e' in realta' la misura della
violazione della legge di conservazione del numero leptonico di
specie...) e' in accordo con modelli teorici in cui questo effetto e'
dovuto appunto a masse piccolissime ma non nulle.
10) Le oscillazioni tra le specie di neutrini non dipendono in realta'
dalle masse ma piuttosto dalle  differenze dei loro valori al quadrato
11) Esistono diverse sorgenti di neutrini. Di queste quelle di origine
naturale sono il sole per i neutrini elettronici (li produce nelle
reazioni nucleari),  l'atmosfera che, bombardata dai raggi cosmici, da'
 neutrini elettronici e muonici. Negli acceleratori si producono anche
neutrini tauonici.
Spero di aver risposto alla seconda parte tua domanda.
Saluti.

 sono effettivamente queste particelle subatomiche.
Provo a rispondere alla prima domanda.
Una premessa: il neutrino è una particella che interagisce pochissimo 
(quasi niente) con i materiali. In pratica, è molto probabile che 
attraversi tutta la terra senza interagire.
Comunque non è osservabile direttamente da un rivelatore, perché non ha 
carica elettrica (quindi non subisce accelerazioni in campi elettrici) 
né (quasi) massa.
Un rivelatore di neutrini è un rivelatore di particelle che "nascono" 
dalla loro interazione (scarsissima) con i materiali.
In pratica funzionano così: supponiamo che, dei tanti neutrini che 
attraversano un grosso spessore di materiale (per esempio che penetrino 
dall'altro capo della terra), qualcuno possa interagire; per motivi che 
non sto qui a spiegare, essi genereranno qualche muone. I muoni sono 
particelle penetranti, cariche (-) e massive; in pratica, degli 
elettroni pesanti (semplificando al massimo).
I muoni sono facilmente rilevabili da rivelatori di vario tipo (stiamo 
rilevando *qui* i muoni prodotti da neutrini, entrati *dall'altro capo* 
della terra). Da direzione, energia, etc, di tali muoni, si potrebbe 
risalire alle particelle che li hanno generati, verificando se possano 
essere stati dei neutrini.
Esistono poi alcuni rivelatori che si basano sull'emissione di luce 
cerenkov, ma preferisco non entrare nei dettagli, anche perché non ne 
ricordo benissimo il meccanismo di funzionamento. Mi pare si basino 
sull'emissione cerenkov dei muoni, ma su questo non garantisco.
Alcuni esperimenti (alcuni ormai datati, anche perché sono molti anni 
che non ne seguo più l'evoluzione) sono (stati) DUMAND (un esperimento 
tenuto sott'acqua, nelle profondità oceaniche), GNO (ex GALLEX, 
italiano, situato nelle profondità del traforo del Gran Sasso), 
Super-Kamiokande, ... .
Per questi ti rimando ad una ricerca con google.
Tieni presente che i neutrini sono importanti anche per l'astronomia non 
ottica, lo studio delle emissioni solari, lo studio di sistemi di stelle 
doppie, le esplosioni stellari, ecc.

emiliano.inguscio ha scritto:

ciao,
un rivelatore di neutrini è un'apparatato in grado di rivelare le 
interazioni di neutrini in un determinato materiale. Il neutrino è una 
particella neutra, di massa piccola e spin 1/2 che interagisce 
debolmente con la materia per di più con sezione d'urto piccola.
Io personalmente lavoro nell'esperimento di oscillazione di neutrini 
super-kamiokande ed in particolare su K2K, SciBooNE e T2K, due 
esperimenti che producendo un fascio artificiale di neutrini ne misurano 
le caratteristiche. Nei vari mail di risposta direi che sulle proprietà 
del neutrino è stato detto tutto o quasi. Se hai bisogno di più o 
maggiori dettagli ti prego di contattarmi e chiedere.
Per una descrizione degli esperimenti sui neutrini e su come si svolgono 
ti consiglio di visitare le pagine web del sito le scienze di questo 
mese, poiché nel numero di questo mese c'è un buon articolo che ben 
risponde al tuo quesito. Probabile che il numero delle scienze lo trovi 
ancora in edicola, ti metto per comodità un link al sito:
http://www.lescienze.it/special_list.php3?page=page_current_issue
Camillo

 Camillo
Mi piacerebbe saperne di più sugli esperimenti che conduci... Grazie
Emiliano

 Camillo
grazie

 particelle di energia negativa? Interferiscono?
Chi l'ha detta questa cosa?
Per finire, due domande ... indiscrete.
Hai qualcosa a che vedere con Massimo Inguscio?
Per caso studi al "Palmieri" di Lecce?
Ah, un'altra cosa. Non te l'ha detto nessuno, pero' avrai visto che
tutti hanno scritto "rivelatore", non "rilevatore".
 
-- 
Elio Fabri

 particelle di energia negativa? Interferiscono?
Ho detto che interagendo danno luogo a muoni, ma non intendevo dire 
*solo* o *sempre* muoni. L'interazione di neutrini che genera muoni è (o 
lo era sino a 5-10 anni fa) la più facilmente rilevabile. In realtà, 
altri tipi di decadimento danno luogo, per esempio:
1) ad elettroni (troppo leggeri, per cui hanno un percorso a zig-zag 
nella materia; tale percorso non sarebbe utile per trovarne la direzione 
iniziale, e si confonderebbe con altri fenomeni generanti elettroni)
2) a muoni, troppo pesanti per attraversare lunghi spessori di materia.
3) immagino che ce ne siano altri, ma non ne ricordo in questo momento.
Chi ha detto che i neutrini hanno energia nulla? Mica vero. La massa è 
(quasi) nulla, ma non l'energia. emiliano.inguscio ha scritto:

 Camillo

Mi permetto di postare il link del progetto CNGS
http://proj-cngs.web.cern.ch/proj-cngs/GeneralDescriptionVe/GDVe_p03.htm
troverai le risposte a parte delle tue domande, anche su come vengono
prodotti i neutrini.

 Elio Fabri
         Salve

 nome su google e t'è uscito il sito della scuola con il mio nome.
OK, ora ti spiego per filo e per segno la mia "deduzione".
(Hai mai letto qualche racconto di Sherlock Holmes? quello che diceva
"Elementare, Watson" :-)) ).
1. Massimo Inguscio l'ho conosciuto forse 35 anni fa, quando da Lecce
e' venuto a studiare a Pisa come normalista: era tra i miei studenti
di Fisica Teorica. (Ora e' prof. - creo di Fisica della Materia - a
Firenze).
Forse e' un po' troppo anziano per essere tuo padre, ma poteva anche
essere. O comunque parente.
2. Sono stato piu' volte a Lecce, a parlare di fisica a studenti di
Liceo; 8 anni fa sono appunto stato al "Palmieri".
3. Tu ti chiami Inguscio, e avevi detto che fai il classico.
4. Ne ho dedotto che o eri figlio di Massimo, ma allora saresti stato a
Firenze, o eri suo parente, o neanche questo; ma comunque il cognome
rendeva probabile che anche tu fossi leccese.
E dato che a Lecce c'e' un solo L. classico...
 
-- 
Elio Fabri

 
Ci si deve mettere in una miniera o in generale sotto una montagna per 
schermarsi dalle interazioni dei raggi cosmici, il neutrino interagisce 
per lo piů debolmente e viene rivelato andando a guardare il leptone 
nello staso finale nel caso ad esempio delle interazioni in corrente carica.
Non sň il dettaglio con il quale vuoi conoscere l'argomento, in caso 
vuoi maggiori dettagli chiedi pure.
Camillo