Wie um alles in der Welt beobachtet man 10 ^32 Ato

Hallo,
Wikipedia hat einen recht ausführlichen Artikel (in englisch) und eine etwas knapp gehaltene deutsche Variante:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kamiokande

Photomultiplier (lichtempfindliche Elektronenröhren) sind an den Wänden des Tanks angebracht; beim Zerfall entsteht sog. Tscherenkow-Strahlung (also ein Lichtblitz), der von
den Röhren registriert wird - es wird also nicht der Zerfall selbst beobachtet, sondern ein (Neben-)Produkt des Zerfalls.
Gruß,

Steffen

Hallo,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich dachte, die Lichtblitze entstehen beim Zerfall der Neutrinos und nicht der Protonen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Neutrinos sind stabil - sie zerfallen nicht!
Ausserdem: Es gibt unterschiedliche Reaktionskanäle, genannt NC und CC, dh. neutral current und charged current. Die Wechselwirkung geht im NC Fall über ein Z^0-Boson, in den anderen Fällen über W^+ bzw. W^- Bosonen. Welcher Kanal es ist, hängt von der Leptonenfamilie des einfallenden Neutrinos ab - also Elektron-, Myon- oder Tauneutrino.

http://de.wikipedia.org/wiki/Protonenzerfall

Hallo,

wie in diesem wiki-Artikel steht sind ja viele Arten von Zerfällen denkbar. Fakt ist: SuperKamiokande arbeitet mit Photomultipliern, also mit Röhren, die ein Photon in einen messbaren Strom wandeln. Es muss nur beim p-Zerfall ein Photon entstehen, dass man eindeutig den p-Zerfall zuordnen kann, das können auch Sekundärreaktionen sein, die erst aus den Zerfallsprodukten generiert werden. Bei solchen Experimenten ist es aber oft eine Kombination von zwei Nachweisen, die den p-Zerfall beweisen, ähnlich beim Nachweis des Neutrinos von Cowan und Reines, bei dem nicht das Neutrino selber, sondern die Wechselwirkungsprodukte den Beweis erbrachten. Das könnte hier ähnlich sein.

Eben vergessen: In der Teilchenphysik gelten Erhaltungssätze, die auch bei Zerfällen angewendet werden müssen. Hier ein Beispiel anhand des Zerfalls einen freien Neutrons:
Neutron -&gt; Proton + Elektron + Antielektronneutrino.

Das Neutron ist ein Baryon und hat die Baryonenzahl +1, Das Proton ebenfalls. Damit sind wir in dieser Sache sauber raus. Das Proton hat aber eine positive Elementarladung, die das Neutron nicht hatte! Wir müssen also zwangsläufig etwas mit einer negativen Ladung entstehe lassen: Das Elektron, sonst wäre es ein Verstoß gegen die Ladungserhaltung. Das elektron wiederum ist ein Lepton und hat die Leptonenzahl +1, es muss also noch ein Antilepton entstehen: Das Antineutrino. Da es aber 3 Familien unter den Leptonen gibt (Elektron, Myon und Tau) muss auch diese Familie erhalten bleiben. Das entstehende Antineutrino muss also ein AntiELEKTRONneutrino sein.

Nach derartigen Erhaltungssätzen muss auch der p-Zerfall ablaufen.

Hi,

wie schon vermutet wurde: Man beobachtet natürlich nicht alle 10^~32 Atome als individuelle Teilchen.
Vielmehr entstünde durch die Zerfallsprodukte des Protons ebenfalls ein Cherenkovblitz, wie von den Produkten (hier aber kein Zerfall, sondern anderweitige Wechselwirkung) der kosmischen Neutrinos (Neutrinos selbst sind neutral, aber das übliche Cherenkovlicht setzt ein geladenes Teilchen als Ursache voraus!). Z.b. Zerfall in ein Pion und ein Positron, oder aber in ein Müon und ein Pion, käme für das Proton in Frage. Sowohl die Positronen/Elektronen als auch die Müonen wären hochenergetisch, also schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Medium Wasser, und würden daher Cherenkovlicht erzeugen. Protonzerfälle konnte man aber bisher nicht nachweisen.

Viele Grüsse,
DK

Zusatz: Man wusste übrigens von Anfang an, dass Kamiokande auch ein brauchbarer Neutrinodetektor sein würde, und hat auf deren Beobachtung gehofft. Beim Upgrade auf Kamiokande II mitte der 80er hat man sogar extra darauf geachtet, den Detektor empfindlicher für Sonnenneutrinos zu machen, da wie gesagt allen klar war dass das neben der Suche nach dem Protonzerfall super mitlaufen kann. Berühmt wurden dann natürlich die 11 Ereignisse Anfang 1987 [;)]