Un cuerno magnético o cuerno de neutrino (también conocido como cuerno de Van der Meer ) es un dispositivo de enfoque pulsado de alta corriente, inventado por el físico holandés Simon van der Meer en el CERN , que selecciona piones y los enfoca en un rayo nítido. La aplicación original del cuerno magnético fue en el contexto de la física de neutrinos, donde los haces de piones deben estar bien enfocados. Cuando los piones se descomponen en muones y neutrinos o antineutrinos, se obtiene un haz de neutrinos igualmente bien enfocado .
Descripción
La producción de un haz de neutrinos generalmente implica dirigir protones hacia un objetivo fijo de material sólido. Los protones interactúan fuertemente con los núcleos en el objetivo, produciendo una variedad de hadrones secundarios . La energía del haz de protones y el material objetivo se eligen de modo que estos hadrones sean en su mayoría piones y kaones . Las desintegraciones de ambas partículas producen neutrinos. Sin embargo, sin un cuerno de neutrinos, el haz de neutrinos resultante es muy amplio, tanto geométricamente como en distribución de energía. Esto se debe a que las partículas secundarias se producen en una variedad de ángulos y energías y luego, cuando se desintegran, los neutrinos se producen nuevamente en una variedad de ángulos y energías.
Los propios neutrinos no pueden enfocarse con campos eléctricos o magnéticos porque son eléctricamente neutros. En cambio, se pueden usar uno o más cuernos magnéticos para enfocar las partículas secundarias. La forma del cuerno y la fuerza del campo magnético se pueden ajustar para seleccionar un rango de energías de partículas que se deben enfocar mejor. De esta manera, el haz de neutrinos resultante se enfoca geométricamente y se le da un rango de energías elegido. Sin embargo, tenga en cuenta que las desintegraciones de los hadrones secundarios aún imparten alguna dirección aleatoria a los neutrinos, por lo que el rayo siempre se extenderá hasta cierto punto sin importar qué tan bien funcione la bocina.
Usos notables
- El haz NuMI , utilizado por los experimentos MINOS , NOνA y MINERνA , utiliza 2 cuernos magnéticos para producir un haz de neutrinos muón de 3 GeV . [1]
- La cámara de burbujas de Gargamelle , en la que se observaron las primeras reacciones de corriente neutra , utilizó un haz anti-neutrino muón de 20GeV enfocado por un solo cuerno.
Referencias
- La bocina magnética del CERN (1971) y su sistema de telecontrol. JC Dusseux, JB M. Pattison, G. Ziebarth. CERN-72-11, junio de 1972. [ enlace muerto permanente ]
- Estado de una bocina magnética para una fábrica de neutrinos. Simone S. Gilardoni, G. Grawer, G. Maire, JM Maugain, S. Rangod, F. Voelker (CERN y U. de Ginebra). 2003. Preparado para NuFact02: 4º Taller Internacional sobre Fábricas de Neutrinos, Londres, Inglaterra, 1-6 de julio de 2002.
- Estudio experimental de las reacciones de alta energía Anti-muón-neutrino e → Antu-muón-neutrino e-, Anti-muón-neutrino N → mu + X en la Cámara de Burbujas de Gargamelle. (En francés) Farhad Rahimi (Estrasburgo, CRN). CRN-HE-84-13, diciembre de 1982. [ enlace muerto permanente ]