Monitored neutrino beam
मॉनिटर किए गए न्यूट्रिनो बीम न्यूट्रिनो के उत्पादन के लिए सुविधाएं हैं जो सुविधा के अंदर और बाहर बनाए गए कणों के प्रवाह के अभूतपूर्व नियंत्रण के साथ हैं। त्वरक न्यूट्रिनो त्वरक न्यूट्रिनो किरणें कण त्वरक द्वारा उत्पादित न्यूट्रिनो की किरणें हैं। चूँकि न्यूट्रिनो तटस्थ कण होते हैं जो पदार्थ के साथ कम बातचीत करते हैं, इसलिए त्वरक पर न्यूट्रिनो की उत्पादन दर की निगरानी करना एक बड़ी प्रयोगात्मक चुनौती है। एम. श्वार्ट्ज और बी. पोंटेकोरवो ने 1960 में न्यूट्रिनो का उत्पादन करने के लिए त्वरकों का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। उनके विचार पहले न्यूट्रिनो प्रयोग में लाए गए जहाँ एक बेरिलियम लक्ष्य में प्रोटॉनों के प्रकीर्णन से एक त्वरक द्वारा न्यूट्रिनो का उत्पादन किया गया था। बिच्छुरन से बहुत सारे कण और विशेष रूप से पायंस उत्पन्न होते हैं, जो म्यूऑन और न्यूट्रिनो का उत्पादन करते हुए क्षय हो जाते हैं। सबसे पहले लेडरमैन, श्वार्ट्ज, स्टाइनबर्गर और सहयोगियों द्वारा किए गए प्रयोग ने दो न्यूट्रिनो स्वादों के अस्तित्व का प्रदर्शन किया। उस समय, प्रोटॉनों को त्वरक के बाहर भी नहीं ले जाया गया था, लेकिन लक्ष्य को प्रोटॉन कक्षा के करीब डाला गया था। ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला के एजीएस त्वरक में प्रोटॉनों को त्वरक के एक छोटे से सीधे सत्र में एक आंतरिक बी लक्ष्य पर हमला करने के लिए लाया गया था। आधुनिक प्रयोग प्रोटॉनों को त्वरक के बाहर ले जाते हैं और चुंबकीय सींगों या चतुर्भुज और द्विध्रुवों पर आधारित एक स्थिर केंद्रित प्रणाली द्वारा लक्ष्य के बाद उत्पादित कणों को केंद्रित करते हैं। फोकस प्रणाली न्यूट्रिनो डिटेक्टर की ओर इशारा करते हुए पायंस के प्रवाह को बढ़ाती है और इन पायंस के आवेश और गति का चयन करती है। ध्यान केंद्रित करने के बाद, पायंस एक सुरंग के साथ फैलते हैं और इस तरह की प्रतिक्रियाओं से क्षय होते हैं। सभी अप्रचलित पायंस और सभी म्यूऑन को सुरंग के अंत में रोक दिया जाता है जबकि न्यूट्रिनो सुरंग की दीवार को पार करते हैं क्योंकि उनकी परस्पर क्रिया की संभावना बहुत कम होती है। सुरंग के अंत से बड़ी दूरी पर, न्यूट्रिनो के तीव्र प्रवाह को छोड़कर कोई कण मौजूद नहीं हैं। निदान और प्रवाह निर्धारण प्रारंभिक प्रयोगों में, न्यूट्रिनो के प्रवाह का अनुमान लक्ष्य के बाद उत्पादित पायों की संख्या को मापकर और सुरंग के अंत में उत्पादित म्यूऑन की निगरानी करके लगाया गया था। न्यूट्रिनो दोलन की खोज के बाद, उच्च परिशुद्धता किरणों की आवश्यकता ने परिष्कृत निगरानी प्रणालियों के निर्माण को बढ़ावा दिया। वे ठोस अवस्था लक्ष्यों (बेरिलियम, ग्रेफाइट) पर प्रोटॉन अंतःक्रिया द्वारा उत्पादित कणों की संख्या को मापने के लिए समर्पित प्रयोगों पर आधारित हैं। बीमलाइन में प्रोटॉन बीम, लक्ष्य, फोकस प्रणाली और क्षय सुरंग शामिल हैं, और इसे मोंटे कार्लो विधियों द्वारा अनुकरण किया जाता है। लक्ष्य पर लगने वाले प्रोटॉनों की संख्या और म्यूऑन की दर को मापकर प्रवाह की भिन्नताओं की वास्तविक समय में निगरानी की जाती है। ये सभी तकनीकें त्वरक न्यूट्रिनो भौतिकविदों के बुनियादी टूलकिट हैं और बीम निदान द्वारा विरासत में मिली हैं। आधुनिक मॉनिटर किए गए न्यूट्रिनो बीम मॉनिटर किए गए न्यूट्रिनो बीम ऐसे बीम हैं जहां नैदानिक सीधे न्यूट्रिनो के प्रवाह को माप सकते हैं क्योंकि प्रयोगकर्ता एकल-कण स्तर पर न्यूट्रिनो से जुड़े लेप्टॉन के उत्पादन की निगरानी करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक म्यूऑन न्यूट्रिनो एक क्षय द्वारा उत्पादित होता है, तो इसकी उपस्थिति संबंधित एंटीम्यूऑन के अवलोकन द्वारा संकेतित होती है। यह एक प्रत्यक्ष अनुमान है क्योंकि उन क्षयों द्वारा उत्पादित एंटीम्यूऑन की संख्या म्यूऑन न्यूट्रिनो की संख्या के बराबर है। इसी तरह, एक केऑन क्षय द्वारा उत्पादित एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो-उदाहरण के लिए-एक पॉज़िट्रॉन के अवलोकन द्वारा संकेत दिया जाता है। त्वरक न्यूट्रिनो किरण के क्षय सुरंग में लेप्टॉन के उत्पादन की निगरानी करना एक चुनौती है क्योंकि लेप्टॉन और पृष्ठभूमि कणों की संख्या बहुत अधिक है। 1980 के दशक में, निगरानी किए गए न्यूट्रिनो बीमों का निर्माण यूएसएसआर में "टैग किए गए न्यूट्रिनो बीम सुविधा" के ढांचे में किया गया था। यह सुविधा न्यूट्रिनो प्रयोगों को खिलाने के लिए पर्याप्त प्रवाह तक नहीं पहुंची और बाद में इसे एक टैग किए गए केओन बीम सुविधा में भेज दिया गया। वर्तमान न्यूट्रिनो बीम म्यूऑन को रिकॉर्ड करते हैं लेकिन वे एकल-कण संवेदनशीलता तक नहीं पहुंचे हैं। प्रवाह पर उनकी सटीकता (15 प्रतिशत) अभी तक पारंपरिक तकनीकों को हरा नहीं सकती है। सबसे उन्नत मॉनिटर न्यूट्रिनो बीम परियोजना ईएनयूबीईटी है, जिसका उद्देश्य उच्च परिशुद्धता न्यूट्रिनो क्रॉस-सेक्शन माप के लिए एक मॉनिटर किए गए न्यूट्रिनो बीम को डिजाइन करना है। टैग किए गए न्यूट्रिनो बीम मॉनिटर किए गए न्यूट्रिनो बीम क्षय सुरंग में उत्पादित आवेशित लेप्टोन का पता लगाते हैं लेकिन प्रयोगकर्ता मूल कण के क्षय से उत्पन्न आवेशित लेप्टोन और न्यूट्रिनो को एक साथ पहचानने का प्रयास नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, एक क्षय एक एंटीम्यून बनाता है जिसका पता एक कण डिटेक्टर द्वारा सुरंग के अंदर लगाया जा सकता है। अधिकांश न्यूट्रिनो बिना परस्पर क्रिया किए सुरंग को पार करते हैं लेकिन उनमें से कुछ न्यूट्रिनो डिटेक्टर में परस्पर क्रिया करते हैं, जो आम तौर पर सुरंग से बहुत दूर स्थित होता है। यदि सुरंग में कण डिटेक्टर और सुरंग के बाहर न्यूट्रिनो डिटेक्टर का समय संकल्प बहुत अच्छा है (1 एनएस से नीचे), तो प्रयोगकर्ता डिटेक्टर में देखे गए न्यूट्रिनो को सुरंग में दर्ज आवेशित लेप्टॉन के साथ स्पष्ट रूप से जोड़ सकते हैं। इन सुविधाओं को (समय) चिह्नित न्यूट्रिनो बीम कहा जाता है और एल. एन. द्वारा प्रस्तावित किया गया था। 1960 के दशक में हैंड और बी. पोंटेकोरवो। आज तक, एक गहन और समय-चिह्नित न्यूट्रिनो सुविधा कभी नहीं बनाई गई है। संदर्भ