Experiments for extraterrestrial neutrinos. Part 1: Experiments for solar neutrinos and supernova neutrinos

Abstract

Solar energy is believed to be generated by nuclear fusion processes taking place in the core of the sun. Thus the solar-neutrino experiment is performed to measure the absolute flux as well as the energy distribution of solar neutrinos and to test the validity of theoretical calculations. For real-time experiment of solar neutrinos, it is now possible to observe neutrinos with an energy as low as 5 MeV. At present much larger detectors are under construction which will enable to detect extremely low-energy electrons with a target mass much larger than that of BOREXINO and to observe neutrinos of terrestrial origin. The results from three radiochemical experiments indicated that the threshold energy of (37)Cl, (71)Ga are 0.814 MeV, 0.233 MeV, respectively. These values are much smaller than that for Kamiokande (7.0 MeV visible energy). From the investigation of different regions of the solar neutrino spectra, neutrino capture rates were lower than predictive value from the standard solar model. The neutrino burst from the supernova SN1987A was clearly observed in coincidence by Kamiokande and IMB (Irvine-Michigan-Brookhaven). The data samples obtained were limited in this observation due to insufficient performance of the detectors. Therefore it is essential to have a large detector to observe the next supernova which will provide a clear answer to the stellar-collapse theory and set limits on the nu(sub eta) and nu(sub mu, gamma) masses.

太陽などの恒星を発生源とするニュートリノに関する実験について以下の事項を論じた。(1)太陽ニュートリノに関するリアルタイム実験:ニュートリノと物質の反応から発生する電子を検出することを原理とするリアルタイムの太陽ニュートリノ検出実験について、現在進行中の実験、将来の実験を展望し、現用の装置でも5MeV以上のニュートリノなら検出可能であることを示した。(2)太陽ニュートリノに関する放射化学的実験:この方法はニュートリノとの反応で放射化されたターゲットを後から計数するものである。捕獲断面積について論じ、(7)Beや(8)Bニュートリノに感度の高いターゲットとして、(37)Cl、(71)Ga、(127)Iを示した。また、ニュートリノ捕獲率の予測、電子捕獲崩壊からの信号、現在進行中の実験とその結果について述べた。それによると、ニュートリノ捕獲率は標準太陽モデルの予測値より低かった。(3)スーパーノバニュートリノに関するリアルタイム実験:1987年2月に大マゼラン雲中で発見されたタイプ2のスーパーノバSN1987Aに起因するニュートリノの観測について、検出器、バックグラウド放射線、観測結果などを述べた。KamiokandeとIMBの観測では、それぞれ11および8イベントのニュートリノ反応を生じ、重力崩壊に関する重要な情報が得られた。