Monitored neutrino beam
ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೌಲಭ್ಯಗಳಾಗಿದ್ದು, ಸೌಲಭ್ಯದ ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ರಚಿಸಲಾದ ಕಣಗಳ ಹರಿವಿನ ಅಭೂತಪೂರ್ವ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಕಣಗಳ ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಕಿರಣಗಳಾಗಿವೆ. ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ದ್ರವ್ಯದೊಂದಿಗೆ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಉತ್ಪಾದನಾ ದರವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಎಮ್. ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಬಿ. ಪೊಂಟೆಕೊರ್ವೊ 1960ರಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಅವರ ಆಲೋಚನೆಗಳು ಮೊದಲ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕೆ ತಂದವು, ಅಲ್ಲಿ ಬೆರೀಲಿಯಂ ಗುರಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಚದುರುವಿಕೆಯಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕದಿಂದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಯಿತು. ಚದುರುವಿಕೆಯು ಕಣಗಳ ಸಂಪತ್ತನ್ನು ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಪಿಯಾನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸವೆದು ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಲೆಡೆರ್ಮನ್, ಶ್ವಾರ್ಟ್ಜ್, ಸ್ಟೈನ್ಬರ್ಗರ್ ಮತ್ತು ಸಹಯೋಗಿಗಳು ಮೊದಲು ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗವು ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಸುವಾಸನೆಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಹೊರಗೆ ಸಹ ಮುನ್ನಡೆಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಗುರಿಯನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಹತ್ತಿರ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಬ್ರೂಕ್ಹೇವನ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಎಜಿಎಸ್ ವೇಗವರ್ಧಕದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸಣ್ಣ ನೇರ ಅಧಿವೇಶನದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಬಿ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಡೆಯಲು ತರಲಾಯಿತು. ಆಧುನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಹೊರಗೆ ತಿರುಗಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕೊಂಬುಗಳಿಂದ ಅಥವಾ ಕ್ವಾಡ್ರುಪೋಲ್ಗಳು ಮತ್ತು ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಸ್ಥಿರ ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಗುರಿಯ ನಂತರ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕಣಗಳನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಕಡೆಗೆ ತೋರಿಸುವ ಪಿಯಾನ್ಗಳ ಹರಿವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪಿಯಾನ್ಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಆವೇಗವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ನಂತರ, ಪಿಯಾನ್ಗಳು ಸುರಂಗದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಹರಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈ ರೀತಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಕೊಳೆಯುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಾ ಕೊಳೆಯದ ಪಿಯಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳನ್ನು ಸುರಂಗದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ನಿಲ್ಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಸುರಂಗದ ಗೋಡೆಯನ್ನು ದಾಟುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಭವನೀಯತೆಯು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಸುರಂಗದ ತುದಿಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರದಲ್ಲಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ತೀವ್ರವಾದ ಹರಿವನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಯಾವುದೇ ಕಣಗಳು ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ರೋಗನಿರ್ಣಯ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ನಿರ್ಣಯ ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಹರಿವನ್ನು ಗುರಿಯ ನಂತರ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಪಿಯಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಸುರಂಗದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅಂದಾಜಿಸಲಾಗಿದೆ. ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಆಂದೋಲನದ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ನಂತರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಕಿರಣಗಳ ಅಗತ್ಯವು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ನಿರ್ಮಾಣವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು. ಅವು ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಗುರಿಗಳ (ಬೆರೀಲಿಯಂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್) ಮೇಲೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಮೀಸಲಾದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ. ಕಿರಣದ ರೇಖೆಯು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಿರಣ, ಗುರಿ, ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಕೊಳೆಯುವ ಸುರಂಗವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಮಾಂಟೆ ಕಾರ್ಲೊ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಅನುಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫ್ಲಕ್ಸ್ನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳ ದರವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎಲ್ಲಾ ತಂತ್ರಗಳು ವೇಗವರ್ಧಕ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಮೂಲ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ರೋಗನಿರ್ಣಯದಿಂದ ಆನುವಂಶಿಕವಾಗಿ ಪಡೆದಿವೆ. ಆಧುನಿಕ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ರೋಗನಿರ್ಣಯವು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಹರಿವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಅಳೆಯಬಹುದು ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರಯೋಗಕಾರರು ಏಕ-ಕಣ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಲೆಪ್ಟನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಮ್ಯೂಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊವು ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದರೆ, ಅದರ ನೋಟವನ್ನು ಅನುಗುಣವಾದ ಆಂಟಿಮ್ಯಾನ್ನ ವೀಕ್ಷಣೆಯಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ನೇರವಾದ ಅಂದಾಜಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಆ ಕೊಳೆತಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಂಟಿಮ್ಯೂನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಮ್ಯೂಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಕಾಯೋನ್ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊವನ್ನು-ಉದಾಹರಣೆಗೆ-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ನ ವೀಕ್ಷಣೆಯಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣದ ಕೊಳೆಯುವ ಸುರಂಗದಲ್ಲಿ ಲೆಪ್ಟಾನ್ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವುದು ಒಂದು ಸವಾಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. 1980ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಯುಎಸ್ಎಸ್ಆರ್ನಲ್ಲಿ "ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣ ಸೌಲಭ್ಯ" ದ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಸೌಲಭ್ಯವು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಹರಿವನ್ನು ತಲುಪಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ನಂತರ ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಲಾದ ಕಾಯೋನ್ ಕಿರಣ ಸೌಲಭ್ಯಕ್ಕೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಸ್ತುತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಅವು ಏಕ-ಕಣ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ತಲುಪಿಲ್ಲ. ಫ್ಲಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ನಿಖರತೆಯು (15 ಪ್ರತಿಶತ) ಇನ್ನೂ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮೀರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಅತ್ಯಂತ ಮುಂದುವರಿದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣದ ಯೋಜನೆಯು ಎನ್ಯುಬಿಇಟಿ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರವಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಅಳತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಿತ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಕೊಳೆಯುವ ಸುರಂಗದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಲೆಪ್ಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಪ್ರಯೋಗಕಾರರು ಮೂಲ ಕಣದ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾದ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯು ಕಣ ಶೋಧಕದಿಂದ ಸುರಂಗದೊಳಗೆ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದಾದ ಪ್ರತಿಜೀವಕವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಬಹುಪಾಲು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ಮಾಡದೆ ಸುರಂಗವನ್ನು ದಾಟುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಬೆರಳೆಣಿಕೆಯಷ್ಟು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುರಂಗದಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ. ಸುರಂಗದಲ್ಲಿರುವ ಕಣ ಶೋಧಕ ಮತ್ತು ಸುರಂಗದ ಹೊರಗಿನ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಶೋಧಕದ ಸಮಯದ ನಿರ್ಣಯವು ತುಂಬಾ ಉತ್ತಮವಾಗಿದ್ದರೆ (1 ಎನ್ಎಸ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ), ಶೋಧಕದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊವನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಕಾರರು ಸುರಂಗದಲ್ಲಿ ದಾಖಲಿಸಲಾದ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಲೆಪ್ಟನ್ನೊಂದಿಗೆ ನಿಸ್ಸಂದಿಗ್ಧವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಈ ಸೌಲಭ್ಯಗಳನ್ನು (ಸಮಯ) ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಿರಣಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಎಲ್. ಎನ್. 1960ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಹ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಬಿ. ಪೊಂಟೆಕೊರ್ವೊ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ತೀವ್ರವಾದ ಮತ್ತು ಸಮಯ-ಟ್ಯಾಗ್ ಮಾಡಲಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಸೌಲಭ್ಯವನ್ನು ಎಂದಿಗೂ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು