ニュートリノの制御

質問

岐阜から茨城にニュートリのを飛ばす実験をするそうですが、そのニュートリノはどうやって集めて、どうやって飛ばすのでしょうか？
ピストルをたとえにして教えていただけませんか。
弾がニュートリノであることはわかりますが、火薬、砲身、引金に相当するものが想像もつきません。そもそもピストルではたとえようがないものでしょうか。そうでしたら、一般人にもわかるたとえで教えてほしいです。

回答No.3

ojisan7 · ベストアンサー

こんばんは。

ニュートリノをどのように発生させ、発生したニュートリノをどのように制御し、ニュートリノ・ビームにするのか、ということですね。ご存じのようにニュートリノは反応断面積が非常に小さいので、一度、発生したニュートリノは制御できません。ですから、ニュートリノが発生する前に制御します。
ニュートリノの発生方法は、シンクロトロン等の高速陽子加速器（茨城県にあります）で加速させた陽子を標的となる原子核に衝突させます。すると、衝突した陽子は、電子やπ中間子（π^(0)、π^(+)）など様々な粒子に壊変します。ここで、生成された電場や磁場を掛け、π^(+)粒子だけを選別して崩壊パイプに導きます。崩壊パイプ内では、π^(+)は以下のように反μ粒子とμニュートリノに壊変します。
π^(+)→μ^(+) + ν_(μ）
π^(+)の半減期は決まっていますし、速度も分かりますので、パイプの長さは自然に決まります。また、パイプ内で強力な磁場を掛けることによって、反μ粒子を特定の場所へ導き除去します。そうすると、ν_(μ）は特定の方向へビームとなって射出されることになります。運動量保存の法則により、π^(+)とμ^(+) の運動量が決まれば ν_(μ）の運動量は決定するということです。制御しやすいものを制御すれば、制御しにくいものの運動は自然に決定する、ということです。
以上のようにすれば、ニュートリノの方向を容易（？）に制御することができるんではないかと思います。

尚、余談ですが、ニュートリノ・ビームはパルス状にして射出し、カミオカンデの検出器と同期させることなどにより、太陽ニュートリノや大気ニュートリノなどの多くのノイズをフィルタリングして、加速器からのニュートリノのみをとりだす工夫もされています。

それでは。

お礼

よくわかりました。モノの性質がわかっていれば答えはでるのですね。

回答No.8

noname#252183

自分の指先の細胞内の1個の炭素原子の年齢は？
仮にそれが１月前に食べたトロの刺身から来たことが分かっても、その前はマグロの餌になったイワシかアジか、分からない、大昔、隕石に乗ってやってきたかも？
原子でもそうだからニュートリノの年齢はいよいよ分からない？
いや、普通の原子は他と干渉しやすいから分からないんで、干渉しない孤独なニュートリノなら、反って年齢は分かるかも。

天空のうち、恒星、銀河、銀河群・団、重力場など、全くもって何ひとつない在る一点からニュートリノが来たと判別できれば、それは約 137億歳だろうと、推定できます・・・よね？
しかし、飛来した方向まで判別できる検出器が現在あるとは聞きません。
（そんなのがあれば、#3さんの東海村・神岡間での同期は不要、超新星爆発から来たニュートリノの同定も、統計などよらずに断定できた筈。）
で、結局、今は年齢は分からないんでしょう。
（失礼しました。独り言終わり。）

回答No.7

noname#252183

失礼。東海村で生まれたては#3さんの方法で分かるのですね。
でも137億歳はどう分かるのだろっと、やはり独り言。

回答No.6

noname#252183

>これについては、「ニュートリノ振動」がどのように起きているかを調べるのに、最低でも、このぐらいの距離は必要だろう、ということだと思います。

理由があるようで安心しました。
黒部五郎岳や笠ケ岳は国立公園内なので考慮外にしても、近くの山肌に斜めに傾けた加速器を建設するとなると、やはり大規模自然破壊でしょうね・・・
（いや、自然破壊にはならないのかな？欧州では都市内に加速器を作ったとか。）

ついでに。
ニュートリノ。あなたのお歳は？と訊いても、顔色を見る限りみな同じでは？・・・東海村で生まれたばかりと、晴れ上がり以前の137億歳と、区別できるんですかね？（ただの独り言です。）

回答No.5

ojisan7

すみません。一部、脱字があったので、訂正させて下さい。

ここで、生成された電場や磁場を掛け、・・・（誤）
　↓
ここで、生成された粒子に電場や磁場を掛け、・・・（正）

ついでですので、補足させて下さい。

>なんで300ｋｍも離れた場所で鉄砲を撃つんでしょうね。的の真上から下向きに撃てばよいんでは？

これについては、「ニュートリノ振動」がどのように起きているかを調べるのに、最低でも、このぐらいの距離は必要だろう、ということだと思います。

回答No.4

noname#252183

脇から失礼します。

>今回は、東海村のJ-PARKにある大強度陽子加速器（つくばの約１００倍強い）で光速に近く加速した陽子を原子核にぶっつけて、ニュートリノビームを発生させ、約３００キロ離れたカミオカンデを狙って打ち込むそうです。これはまるで約２キロ先さきにある郵便切手を狙い撃ちするようなことだそうです。

なんで300ｋｍも離れた場所で鉄砲を撃つんでしょうね。
的の真上から下向きに撃てばよいんでは？

回答No.2

mickeyzz

私は以前からニュートリノの愛好者でニュースを集めてきました。

ところで、するどいご質問ですね。

岐阜から茨城にニュートリのを飛ばす実験をするそうですが、＜＜＜

順序が逆で、茨城県の東海村にあるJ-PARCから岐阜県のカミオカンデあてにニュートリを打ち込むそうです。

そのニュートリノはどうやって集めて、どうやって飛ばすのでしょうか？＜＜＜

ニュートリノは通常宇宙で中性子が崩壊した時に発生しますが、つくばの高エネルギー加速器で人工的に発生出来るようになりました。これは２００３年頃の話で、つくばから２６０キロ離れたカミオカンデあてに人工ビームをつくりそれを打ち込んで、
ニュートリノ質量があることが判明して、小柴さんのノーベル賞受賞につながりました。

今回は、東海村のJ-PARKにある大強度陽子加速器（つくばの約１００倍強い）で光速に近く加速した陽子を原子核にぶっつけて、ニュートリノビームを発生させ、約３００キロ離れたカミオカンデを狙って打ち込むそうです。これはまるで約２キロ先さきにある郵便切手を狙い撃ちするようなことだそうです。

このような大掛かりな実験により更にニュートリノ（我々の宇宙）にかんするナゾが解けるだろうと期待されています。

ご質問の回答に関するサイトをご参考までに下記に列挙します。

http://scienceplus2ch.blog108.fc2.com/blog-entry-498.html

http://www.sinet.ad.jp/case/kamioka/interview

http://tsushima.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1240523096/

http://www.kek.jp/ja/event/expo/faq.html

http://mblog.excite.co.jp/user/cocorofeel/entry/detail/?id=10288933

http://j-parc.jp/ja/aboutJPARC-j.html

お礼

勉強になりました。もう素粒子の専門家になれそうです。

回答No.1

Tacosan

筑波 (というか東海村) から神岡では?
ニュートリノを「集める」のはほぼ不可能に近い (と思っていい) ので, その前の π を「集める」みたい. 電荷を持つ π から μ+ν への崩壊モードは 99.9% 以上, 平均寿命は 2.6×10^-8 s 程度.

参考URL：

http://www.kek.jp/ja/news/press/2009/J-PARCT2K.html