Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
свидетельство того, что первые импульсы были связаны с аннигиляцией
позитронов".
Аналогично были осуществлены проверки вторых импульсов для каждого
события, с тем чтобы убедиться, что они обусловлены захватом нейтронов
кадмием. "Свидетельством в пользу того, что'вторые импульсы v-подобных
событий были вызваны нейтронами, служит прежде всего форма спектра времён
задержки, а также влияние на него изменяющейся концентрации кадмия. Было
проведено три серии измерений для атомного отношения кадмия к водороду а
- 0,005; 0,010 и 0.
"...Распределения времён задержки [для а - 0,005 и 0,010]
удовлетворительно согласуются с теоретическими кривыми. Рост концентрации
кадмия, как и ожидалось, вызывает определенный сдвиг экспериментального
распределения в сторону более коротких времен захвата.
В случае а = 0 (верхняя триада, кадмий отсутствует в мишени) за 118,4 ч
работы реактора с той же мощностью, что и в случае а = 0,010, суммарная
частота событий равнялась 0,02 ± 0,07 ч-1. Это значение согласуется с
чисто случайным (фоновым) значением, и его следует сравнить с
соответствующим значением 1,92 ±0,01 ч-1".
Для этих импульсов также "изучался амплитудный спектр с целью выяснить,
согласуется ли он со спектром, ожидаемым при захвате нейтронов кадмием".
И вновь спектр существенно отличался от фонового, причем именно ожидаемым
образом.
"Для того чтобы установить, пропорциональна ля скорость счета сигналов
числу протонов мишени, был поставлен эксперимент, в котором 0,47 протонов
в мишени были заменены дейтронами". Антинейтрино взаимодействуют с
дейтронами в ходе реакции
v + d -> р+ + 2п.
Однако сечение такой реакции составляет лишь Vis сечения реакции (12.3).
Соответственно скорость счета событий должна уменьшаться на множитель
0,53 +¦ й- {(2/15) - 0,47] =0,59 (множитель 2 возникает из-за рождения
двух нейтронов). В то же время "свойства Среды, влияющие на замедление
нейтронов, были инымц Что привело к изменению времени захвата и утечк*
Нейтронов из мишени, т. е. эффективности захвата".
25Г
С учетом поправок на эти факторы ожидаемая скорость счета оценивалась в
0,84 + 0,11 ч-1. По данным измерений, действительная суммарная скорость
счета при работе реактора составила 0,58 + 0,13 ч-1, что соответствует
отношению наблюдаемого значения к ожидаемому 0,69 + 0,019. Авторы
утверждали, что, "хотя точность результата оставляет желать лучшего, тем
не менее показано, что сигнал реактора зависит от наличия протонов в
мишени".
Наконец, необходимо было убедиться в том, что наблюдаемый сигнал не был
вызван другими частицами, испущенными реактором. Известно, что, кроме
антинейтрино, при процессах деления в реакторе и вторичных реакциях вне
детектора могут рождаться у-лучи, электроны, протоны и нейтроны. Прямая
проверка природы сигнала от реактора состояла в измерении влияния на него
экранировки от нейтронов и у-излучения. Если эти наиболее проникающие
виды излучений отсеиваются, то протоны и электроны как источники сигнала
автоматически исключаются. Если сигнал вызван антинейтрино, то на него
экранировка естественно не повлияет. Был поставлен эксперимент, в котором
измерялась скорость счета коррелированных совпадений с задержкой без
экрана и при наличии его (в качестве экрана применялся слой влажных
опилок 1 плотностью 0,52 г/см3 и толщиной 76 см). При наличии экрана
зарегистрированный верх-- ней триадой сигнал составлял 1,74 + 0,12 ч-1
после учета поправок на различие в потоках v для идентичных измерений без
экрана. Эту величину следовало сравнить с соответствующей величиной в
отсутствие экрана, равной 1,69 + 0,17 ч-1.
Экран из опилок помещался как перед, так и за детектором, поскольку
лицевая и задняя сторона детектора были значительно хуже заэкранированы
от реактора, чем боковые. Этот экран на несколько футов перекрывался с
установленным там тяжелым свинцовым экраном. Плотность и толщина экрана
из опилок подбирались так, чтобы "ослабить быстрые нейтроны из реактора
по крайней мере в 10 раз, а у-излучение в 5 нли
1 "В знак признательности за гостеприимство южан, которое в
течение всего времени оказывалось" экспериментаторам, исследова-
тели ввели в состав защиты экрана фунт кукурузных зерен.
258
более раз". Эффективность действия экрана из опилок "была проверена с
помощью Am - Be-источника, который помещали в одинаковое -положение за
пределами заслонки свинцового экрана; как обнаружилось, экран из опилок
понижал скорость счета от этого источника в соответствующем диапазоне
энергий на два порядка величины. Отсутствие заметных изменений в скорости
счета после установки экрана в нашем случае свидетельствовало о том, что
сигнал не был вызван нейтронами или у-излучением, рожденными вне
детектора".
Доказательства были надежными. Неуловимое нейтрино было наконец поймано,
и установлено его "существование как объективной реальности природы".
МАЗЕР И ЛАЗЕР
Среди различных видов взаимодействия, которые возможны между атомом и
