Магнитный рожок

Магнитный рог или рог нейтрино (также известный как рог Ван дер Меера ) — это сильноточное импульсное фокусирующее устройство, изобретенное голландским физиком Симоном ван дер Меером в ЦЕРНе , которое отбирает пионы и фокусирует их в острый луч. Первоначальное применение магнитного рупора было в контексте нейтринной физики, где пучки пионов должны быть четко сфокусированы. Когда пионы затем распадаются на мюоны и нейтрино или антинейтрино, сфокусированный пучок нейтрино получается .

Описание

Создание пучка нейтрино обычно предполагает направление протонов на фиксированную мишень из твердого материала. Протоны сильно взаимодействуют с ядрами мишени, образуя множество вторичных адронов . Энергия протонного пучка и материал мишени выбраны таким образом, чтобы эти адроны представляли собой в основном пионы и каоны . Распады обеих этих частиц производят нейтрино. Однако без нейтринного рога результирующий нейтринный пучок будет очень широким как по геометрическому, так и по энергетическому разбросу. Это связано с тем, что вторичные частицы рождаются под разными углами и с разными энергиями, а затем, когда они распадаются, нейтрино снова образуются под разными углами и с разными энергиями.

Сами нейтрино не могут быть сфокусированы электрическими или магнитными полями, поскольку они электрически нейтральны. Вместо этого для фокусировки вторичных частиц можно использовать один или несколько магнитных рупоров. Форму рупора и силу магнитного поля можно настроить, чтобы выбрать диапазон энергий частиц, которые необходимо лучше всего сфокусировать. Таким образом, результирующий пучок нейтрино одновременно геометрически сфокусирован и имеет выбранный диапазон энергий. Однако обратите внимание, что распады вторичных адронов по-прежнему придают нейтрино случайное направление, поэтому луч всегда будет в некоторой степени распространяться, независимо от того, насколько хорошо работает рупор.

Известные применения

• Пучок NuMI , используемый в экспериментах MINOS , NOνA и MINERνA , использует два магнитных рупора для создания пучка мюонных нейтрино с энергией 3 ГэВ .
• Пузырьковая камера Гаргамеля , в которой наблюдались первые реакции нейтрального тока , использовала пучок мюонных антинейтрино с энергией 20 ГэВ, сфокусированный одним рупором.

Ссылки

• Состояние магнитного руна нейтринной фабрики. Симона С. Джилардони, Г. Гравер, Г. Мэр, Дж. М. Моген, С. Рангод, Ф. Фолькер (ЦЕРН и Женевский университет). 2003. Подготовлено к NuFact02: 4-му Международному семинару по фабрикам нейтрино, Лондон, Англия, 1–6 июля 2002 г.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с Магнитным рогом , на Викискладе?

• GSI Центр исследований тяжелых ионов имени Гельмгольца, Магнитный рупор