カミオカンデと泡箱の違い

ニュートリノは泡箱でも観測できますよね。
カミオカンデと泡箱の違いは何ですか？

No.1 回答者： Bunbuk803 回答日時： 2020/11/14 22:41

コンコルドと紙飛行機の違いと言えば分かってもらえますでしょうか。

この回答へのお礼

タブレット画面と映画館のスクリーンの違いみたいな感じ？

お礼日時：2020/11/14 22:57

No.2 回答者： han-ka-2 回答日時： 2020/11/15 08:19

僕は素人ですが，確かワインバーグ先生の講演で聴いた話だと思い，コメントしておきます。

　もともとは陽子の崩壊を観察したい，統一理論の証拠をつかみたいというもの。ところが陽子の半減期はX年（とても長い；数値は忘れた）と推測されるので，それを待っているわけにはいかない。しかし，そのXの10倍100倍の陽子を一か所に貯めておけば，１年以内に一個くらい崩壊するんじゃないか。どうやったら大量の陽子を，しかも観察可能な方法で観察し続けられるだろうと考えた。崩壊すると光が出るから光電管があれば観測できる。じゃ，透明な媒体でたくさんの陽子を貯めればいいし，暗い場所だと観察の精度もあがるじゃないか。おぉー，なら水（透明だし安価だし）を大量に山の中に貯めればいい。ってのがカミオカンデだったかと。

No.3 回答者： han-ka-2 回答日時： 2020/11/15 08:23

No.2 です。

ニュートリノについては，小柴先生のアイデアで，もともとはメインのテーマではなかったというTV解説も記憶しています。小柴先生はカミオカンデの継続のための予算申請書を書いたそうです。もう忘れましたが，例えばそれが10ページの申請書だったとしましょう。そこには統一理論や陽子崩壊のことが書いてあったのですが，目的の隅っこに，もしかしたらニュートリノのこともわかるかもしれない，と，数行書いておいたという言い方をなさっていたと記憶します。そして，陽子崩壊よりも先に，あの天体現象が偶々地球を通過したことから，ニュートリノについての成果の方がわかったということだったと，うっすらと記憶しています。素人の勘違いかもしれませんが。参考まで。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/11/15 11:27

丁度良く過加熱された液体を使う泡箱は

大型化がひどく困難です(せいぜい数m)。

ホトマルで常温の水のチェレンコフ光を
捉える方が安価で、サイズを稼げるので
高感度ということです。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2020/11/15 11:55

カミオカンデ/スーパーカミオカンデと泡箱では測定原理が異なります。

「泡箱」は沸点以上に「過熱」した液体の中を荷電粒子が通過したときの電離作用によって液体が気化して「荷電粒子の飛程」を「見える化」するもの。
凝固点温度以下に「過冷却」した気体を用いる「霧箱」の液体版です。
どちらも「ひこうき雲」の原理です。

カミオカンデ・スーパーカミオカンデは、ニュートリノと水の中の電子の相互作用で飛び出した電子によるチェレンコフ光を捉えるものです。
こちらは「沸点以上に過熱した液体」ではなく、常温の水を使っています。

物質の電子との相互作用による「二次電子」を捉えたくて、かつその確率が極めて小さいのであれば、物質の分子密度が大きくし、かつ「数」を稼ぐためには「大きな体積」にする必要がありますから、「沸点以上に過熱した液体」を大量に作るよりは、容易に手に入り管理も簡単な「水」を使った方がよいと判断したのでしょうね。ただし「大きさ」は半端ないですが。

泡箱でもニュートリノは観測できると思いますが、そのサイズによって、「検出確率」はカミオカンデ/スーパーカミオカンデよりもさらに「極めて」小さいものになるのでしょうね。