Solar-neutrino detection with ceramic superconductors

Summary

It is conceivable that the recently discovered ceramic superconducting materials, withT _c>72 K, like the Ba₂YCu₃O_6.9, could be employed in the construction of a new generation of massive low-energy neutrino detectors, without prohibitively sophisticated cryogenic system. In this paper I discuss the detection of low-energy neutrinos via the coherent neutral-current elastic scattering, with an «ideal» detector, whose sensitivity is quantum limited. It is well known that coherent elastic scattering is the dominant interaction of neutrinos with De Broglie wavelength smaller than nuclear size, orE _ν≪200 MeV/A ^1/3, and it is insensitive to the neutrino flavour. Therefore, a measurement of the solarneutrino flux with this type of detector could give a definitive solution to the solar-neutrino puzzle.

Riassunto

È concepibile che i nuovi materiali ceramici superconduttori, conT _c>72 K, come ad esempio il Ba₂YCu₃O_6.9, possano essere impiegati nella costruzione di una nuova generazione di rivelatori di neutrini con grande massa, senza la necessità di ricorrere a sistemi criogenici proibitivamente complicati. In questo lavoro si discute la rivelazione di neutrini di bassa energia attraverso lo scattering coerente di corrente neutra su nucleo, per mezzo di un rivelatore «ideale», la cui sensibilità sia vicina al limite quantistico. È ben noto infatti che lo scattering coerente è l'interazione dominante di neutrini la cui lunghezza d'onda di De Broglie sia piú piccola delle dimensioni del nucleo, ossia conE _ν≪200 MeV/A ^1/3, e non dipende dal tipo di neutrino. Perciò una misura del flusso di neutrini solari con un rivelatore di questo tipo è in grado di risolvere definitivamente il problema dei neutrini solari.

Резюме

Отмечается, что недавно открытые керамические сверхпроводящие материалы сT _c>72K, подобные Ba₂YCu₃O_6.9, могут быть использованы для конструирования нового поколения детекторов нейтрино низких энергий без сложных криогенных систем. В этой статье обсуждается детектирование низкоэнергетичных нейтрино с помощью когерентного упругого рассеяния нейтрального тока в «идеальном» детекторе, чувствительность которого ограничена квантовыми эффектчми. Хорошо известно, что когерентное упругое упругое рассеяние является доминирующим взаимодействием нейтрино с длиной волны де Бройля меньше размеров ядра илиE _ν≪200 МэВ/А^1/3, и явдяется не чувствительным к аромату нейтрино. Измерения потока соднечных нейтрино спомощью детектора такого типа, по-видимому, позволит решить проблему солнечных нейтрино.