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3時限目:KamLANDってなんだろう?Part2

ミュー:カムランドは、「神岡液体シンチレーター反ニュートリノ検出器」の略なんだよね。
タウ:そうそう。岐阜県飛騨市神岡町の鉱山跡地の地下にあって、宇宙線が少なく原子炉が周りにあってニュートリノを捕まえるのに最適なんだよね。
ミュー:それに、カムランドには大きな風船があって、その中にニュートリノと反応すると光を出す液体シンチレーターが入っているんだよね。
タウ:そう!!それで、これからカムランドが観測しているニュートリノについて聞くんだよね。
デン:君たち、ここまでは完璧のようだね。
ミュー:あ、博士。早速、教えてよ。
デン:カムランドでは、原子炉ニュートリノ・地球ニュートリノ・太陽ニュートリノの3つを観測しているんだ。
タウ:なんで3つの観測が必要なの?
デン:それぞれわかることが違うんだよ。まずは、原子炉ニュートリノ。原子炉ニュートリノでは「ニュートリノ振動」を調べているんだ。
ミュー:ニュートリノ振動??
デン: 「ニュートリノ振動」というのは、ニュートリノが変化することなんだ。
デン:あるニュートリノはニュートリノ①ニュートリノ②から作られているとしよう。
ニュートリノ①のほうが活発にフラフラし、ニュートリノ②はおっとりふーらふらするんだ。
これら2つの進み方、つまり「うねり」を重ねてみると・・・。
デン:ニュートリノ①ニュートリノ②が最大に離れたところで実は、ニュートリノが変化しているんだよ。
タウ:変化ってどんな?
デン:ニュートリノはフレーバーがあるという話をしたけど、例えば電子ニュートリノがミューニュートリノに変わるように、そのフレーバーが変わるんだ。
デン:ニュートリノ①をビーフ風味、ニュートリノ②をマグロ風味としよう。
最初に出来たときはビーフ風味で、最大に離れたところでマグロ風味に変化して、またビーフ風味になるんだ。
ミュー:2つの味の間はどうなるの?
デン:味の間は、ある確率でビーフ風味かマグロ風味かになって、観測してわかるんだ。
デン:原子炉ニュートリノのおかげで、ニュートリノが変化することがわかったから、今度はニュートリノを観測するための道具にするんだよ。地球ニュートリノの観測では、なんでも通り抜ける性質を使って、直接みることのできないものをみるんだ。
タウ:例えば?
デン:例えば、地球の内部だよ。地球ニュートリノを使って地球の成り立ちを研究するんだよ。地球内部で発熱してニュートリノが発生しているんだ。そのニュートリノを地表で観測して、地熱が放射性物質によって作られていることが証明されたんだよ。このことから地球全体の組成を知るんだ。
ミュー:じゃ、太陽ニュートリノは?
デン:太陽ニュートリノでは、太陽の内部の研究と恒星の進化を研究するんだよ。そして、今後は「ニュートリノレス二重ベータ崩壊」を使ってさらなる研究をしていくんだ!!
タウ:ニュートリノレス二重ベータ崩壊ってなに?
デン:それは次の時間に説明するとしよう。
本日のまとめ
  • カムランドでは、原子炉ニュートリノ・地球ニュートリノ・太陽ニュートリノの3つを観測。
  • 原子炉ニュートリノでは「ニュートリノ振動」を観測。
  • ニュートリノ振動とは、ニュートリノのフレーバーが変化すること。
  • 地球ニュートリノを使って地球の成り立ちを研究。
  • 太陽の内部の研究と恒星の進化を研究。

次回4時限目のテーマは、KamLANDのニュートリノレス二重ベータ崩壊!

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