Hoeveel energie heeft een antineutrino nodig voordat het reageert op een proton en er een neutron van maakt?

Antwoord

Beste Sophie

Bij jouw vraag is het belangrijk dat we een onderscheid maken tussen reactie-enthalpie en de zogenaamde cross sectie.

De reactie-enthalpie is de minimum (kinetische) energie die het neutrino moet hebben om een interactie te ondergaan met materie (proton of andere kern). De cross-sectie daarentegen is de maat voor de waarschijnlijkheid van een interactie om op te treden.

Het is inderdaad zo dat de meeste neutrino’s (zeker van supernovae) voldoende energie hebben om een reactie met een proton te ondergaan, maar de interactie-waarschijnlijkheid is zeer laag. Dit heeft te maken met het feit dat neutrino’s enkel reageren via de zogenaamde zwakke kernkracht.

Om die reden zal de overgrote deel van neutrino’s (bijvoorbeeld afkomstig van de zon) dwars door de aarde vliegen. Een heel kleine fractie van neutrino’s zal wel reageren met materie, wat dat het voor ons mogelijk maakt om de eigenschappen van neutrino’s te bestuderen. Hiervoor zijn dus wel zeer grote detectoren nodig die voldoende afgeschermd zijn van achtergrondstraling.

Om u een voorbeeld te geven: De Super-Kamiokande detector in Japan ligt 1 km onder de grond en bevat ongeveer 50 000 ton zuiver water. Desondanks detecteren we slechts een handvol neutrinos per dag van de zon, hoewel er elke seconde 10 miljard neutrinos van door de top van onze vinger gaan.

Dichter bij huis hebben wij recent een anti-neutrino detector van 1,6 ton geïnstalleerd aan de BR2 reactor van het SCK•CEN (het SoLid project). Hoewel een reactor een heel krachtige bron is van (anti-) neutrinos, zien we slechts een paar honderd neutrino’s per dag op 5 meter van de reactorkern.

Lars Ghys
Protonen Target Onderzoek