imported>Ulanwp: 2 fehlende Sprachparameter eingefügt; 1 Parameter zugriff nach abruf konvertiert

2026-03-17T09:33:29Z

2 fehlende Sprachparameter eingefügt; 1 Parameter zugriff nach abruf konvertiert

Neue Seite

[[Datei:HD.6D.653 (12000067315).jpg|mini|Der Tank des Homestake-Experiments im Jahre 1972. Das Becken um den Tank ist noch nicht geflutet.]]

Das '''Homestake-Experiment''' ist ein Pionier-Experiment in der [[Neutrino]]physik in der Homestake-Goldmine nahe [[Rapid City]] in [[South Dakota]]. Es wurde in den 1960er Jahren unter Leitung von [[Raymond Davis Jr.]] aufgebaut und war von 1970 bis 1994 in Betrieb.

{{Coordinate|NS=44/21/12/N|EW=103/44/39/W|globe=earth|type=landmark|region=US-SD}}

== Experiment ==
[[Datei:Atomic Energy Commission's Brookhaven National Laboratory solar neutrino detector. c. 1972 (diagram).jpg|mini|Lage des Experiments in der Homestake-Mine]]
Der 1478 m unter der Erde liegende [[Neutrinodetektor]] bestand aus 615 t [[Tetrachlorethylen]]. Die Einfangreaktion ist

:<math>\mathrm{\nu_e + \ ^{37}Cl \longrightarrow \ ^{37}Ar + e^-}</math>

Aufgrund der niedrigen [[Schwellenenergie|Energieschwelle]] von 0,814 MeV für diese Reaktion war es das erste Experiment, mit dem man solare Neutrinos detektieren und zählen konnte.
Die Reaktion selbst ist nicht nachweisbar, aber das entstehende Argon-Atom ist radioaktiv und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 35 Tagen wieder in ein angeregtes Chlor-Atom. Um diesen Zerfall nachzuweisen, wurde der Tank alle paar Wochen mit Helium als Trägergas gespült und das Argon in einer Kühlfalle gesammelt.

Das gesammelte Argon wurde in mehreren Schritten gereinigt, in speziell konstruierte [[Proportionalzähler]] eingebracht und dort 250 bis 400 Tage lang auf Zerfälle untersucht. Wegen der sehr geringen Zählrate von etwa einem Ereignis pro Woche mussten besondere Vorkehrungen zur Unterdrückung der Umgebungsstrahlung getroffen werden, die Zählrohre waren daher besonders abgeschirmt und verfügten über einen in [[Koinzidenz#Experimentalphysik|Antikoinzidenz]] geschalteten externen Detektor. Weiterhin wurde zur Identifikation der niederenergetischen Argon-Zerfälle die Impulsform der Proportionalzähler ausgewertet.<ref name="Cleveland1998" >{{cite journal |author=B. T. Cleveland et al |title=Measurement of the Solar Electron Neutrino Flux with the Homestake Chlorine Detector |journal=Astrophysical Journal |volume=496 |pages=505–526 |doi=10.1086/305343 |date=1998 |language=en}}</ref>

Beim gesamten Experiment musste genau auf Kernreaktionen geachtet werden, deren Ursache nicht der beschriebene Neutrinoeinfang war. Als mögliche Störquellen wurden hochenergetische [[Myon]]en aus der [[Kosmische Strahlung|kosmischen Strahlung]], [[Neutron]]en aus dem Gestein der Mine, [[Alphastrahler]] im Baumaterial des Tanksystems, [[Radon]]-Kontaminationen aus der Umgebungsluft in der Mine, sowie [[Tritium]] und andere Verunreinigungen im Tetrachlorethylen beachtet. Zur Abschirmung vor der Neutronenstrahlung befand sich der Tank in einem mit Wasser gefluteten Becken. Das Niveau der Myonenstrahlung wurde in verschiedenen Tiefen der Mine mittels der Erzeugung von <sup>37</sup>Ar in Tanks mit jeweils einer Tonne <sup>39</sup>K-Lösung gemessen. Auf das Neutrinoexperiment umgerechnet wurden durch die kosmische Strahlung etwa 0,05 Argonatome pro Tag erzeugt.<ref name="Cleveland1998" />

== Ergebnis ==
Die gemessene Einfangrate betrug mit 0,5 Neutrinos pro Tag nur etwa ein Drittel der aus den Standardmodellen der [[Sternaufbau|Sonne]] und der [[Standardmodell|Elementarteilchenphysik]] vorhergesagten. Das war der Ursprung des [[Neutrinoproblem|solaren Neutrinoproblems]]. Im Jahr 2002 erhielt Davis für das Homestake-Experiment den Physik-Nobelpreis.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2002/summary/ |titel=The Nobel Prize in Physics 2002 |hrsg=Nobel Foundation |abruf=2018-11-08 |sprache=en}}</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Homestake Experiment}}
* [https://www.bnl.gov/bnlweb/raydavis/research.htm Webseite am BNL (englisch) ]
* [https://www.bnl.gov/bnlweb/raydavis/pictures.htm Bilder und Skizzen des Experiments (englisch) ]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Neutrino-Observatorium]]

Homestake-Experiment - Versionsgeschichte

imported>Ulanwp: 2 fehlende Sprachparameter eingefügt; 1 Parameter zugriff nach abruf konvertiert