Sudbury Neutrino Observatory

Sudbury Neutrino Detector

Das Sudbury Neutrino Observatory (SNO) ist ein Neutrino-Observatorium, das in einer alten Nickelmine in der Nähe von Sudbury, Ontario, Kanada gebaut und im Mai 1999 in Betrieb genommen wurde. Der Detektor wurde am 28. Oktober 2006 abgeschaltet, die gewonnen Daten werden seither analysiert. Es ist geplant, die bestehende Infrastruktur für weitere Experimente zu nutzen.

Direktor des Observatoriums war seit 1989 Arthur Bruce McDonald.

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 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 Elektron-Neutrinos und den übrigen Neutrinos ermöglicht. Erst hierdurch konnte das Solar-Neutrino-Problem (zu geringe Messraten für Elektron-Neutrinos) auch experimentell mit der Theorie der Neutrinooszillation erklärt werden, da die fehlenden Elektron-Neutrinos als Myon- oder Tauneutrinos detektiert werden konnten. Neuere Messungen haben gezeigt, dass der Gesamt-Neutrinofluss (Elektron-, Myon- und Tauneutrinos) sehr gut mit der Erwartung aus dem Standardsonnenmodell übereinstimmt. Hiermit sind zweifelsfrei Neutrinooszillationen nachgewiesen worden.

Die Ziele des SNO liegen in einem besseren Verständnis der Eigenschaften der Neutrinos, insbesondere Untersuchungen zum solaren Neutrinoproblem, zu Neutrinooszillationen und zur Neutrinomasse.

Der Detektor ist auch Teil des Supernova Early Warning Systems.

Weblinks

• Sudbury Neutrino Observatory

46.490555555556-80.994166666667

Koordinaten: 46° 29′ 26″ N, 80° 59′ 39″ W