| Adres |
South Dakota, Stany Zjednoczone |
|---|---|
| Informacje kontaktowe | 44 ° 21 ′ 12 ″ N, 103 ° 44 ′ 38 ″ W. |
Eksperyment Homestake (czasami określane mianem eksperymentu Davis ) był eksperyment przeprowadzony przez astrofizyków Raymond Davis Jr. i John Bahcall pod koniec 1960 roku. Jego celem było zebranie i policzyć neutrin emitowanych przez syntezy jądrowej , które doprowadziły w miejscu słońce . Bahcall wykonał obliczenia teoretyczne, a Davis zaprojektował eksperyment. Po tym, jak Bahcall obliczył szybkość wychwytywania neutrin detektora, eksperyment Davisa zmierzył tylko około jednej trzeciej tej szybkości. Eksperyment był pierwszym, w którym udało się wykryć i policzyć neutrina słoneczne, a niespójność wyników była przyczyną problemu neutrin słonecznych . Eksperyment trwał nieprzerwanie od 1970 do 1994 roku . University of Pennsylvania objął w 1984 roku . Niespójność między obliczonymi i przewidywanymi wskaźnikami wykrywania neutrin została później wyjaśniona oscylacją „smaków” neutrin .
Eksperyment odbył się w kopalni złota Homestake w Lead w Południowej Dakocie . Davis umieścił pod ziemią zbiornik zawierający 100 000 galonów (około 400 m³) perchloroetylenu , cieczy używanej do czyszczenia na sucho na wysokości 1400 m . Potrzebny był duży, głęboko zakopany cel, biorąc pod uwagę bardzo niskie prawdopodobieństwo wychwycenia neutrin i wyeliminowania interferencji z innymi formami promieniowania słonecznego. Wybrano perchloroetylen, ponieważ jest bogaty w chlor. W wyniku zderzenia z neutrinem atom chloru zamienia się w radioaktywny izotop argonu , który można następnie wyekstrahować i policzyć. Pod koniec każdego tygodnia Davis wysyłał strumień helu do zbiornika, aby zebrać utworzony argon i dzięki temu mógł obliczyć, ile neutrin zostało przechwyconych.
Wartości uzyskane przez Davisa były konsekwentnie bardzo zbliżone do jednej trzeciej wartości obliczonych przez Bahcall. Pierwszą reakcją społeczności naukowej było oczywiście stwierdzenie, że Bahcall lub Davis popełnili błąd. Obliczenia Bahcalla zostały kilkakrotnie sprawdzone bez znalezienia żadnych błędów. Davis ponownie sprawdził swoje doświadczenie, nie znajdując żadnych anomalii. Eksperyment Homestake nastąpiła innych eksperymentów z tego samego celu, jak KamiokaNDE w Japonii , szałwia na terenie byłego Związku Radzieckiego , GALLEX w Włoszech , Super-Kamiokande , również w Japonii i Sudbury Neutrino Observatory (SNO) w Ontario , Kanada . SNO był pierwszym detektorem zdolnym do wykrywania oscylacji neutrin, rozwiązując problem neutrin słonecznych. Wyniki eksperymentu, opublikowane w 2001 roku , wykazały, że z trzech „smaków”, pomiędzy którymi mogą oscylować neutrina, detektor Davisa był czuły tylko na jeden. Po udowodnieniu, że jego doświadczenie było słuszne, Davis w 2002 roku podzielił się Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki z Japończykiem Masatoshi Koshiba , który pracował nad eksperymentami i Kamiokande Super-Kamiokande.