DONUT war ein Experiment am Fermilab, mit dem es im Jahr 2000 erstmals gelang, das Tau-Neutrino () nachzuweisen. DONUT steht für Direct Observation of the NU Tau. Das Experiment wurde in Zusammenarbeit von 13 Forschungseinrichtungen realisiert.
Erzeugung des Strahls Bearbeiten
Zur Erzeugung des -Neutrinostrahls wurden hochenergetische Protonen auf einen Wolframblock geschossen, wodurch unter anderem -Neutrinos entstehen. Hierbei entstehen die -Neutrinos durch den Zerfall sogenannter -Mesonen in ein und ein . Das zerfällt dann weiter unter Erzeugung von -Neutrinos. Da Neutrinos nur schwach wechselwirken, können sie leicht weitere Abschirmungen passieren, während andere Teilchen aus dem Strahl gefiltert werden. Im DONUT-Experiment war diese Abschirmung 15 Meter dick.
Aufbau des Detektors Bearbeiten
Der Detektor des DONUT-Experiments ist etwa 15 Meter lang. Sein wichtigster Bestandteil sind die vier Module mit Emulsionsplatten, die zur Messung der Teilchenspuren benutzt wurden. Besonderes Interesse galt dabei den Spuren der -Leptonen und deren Zerfall in ein geladenes Teilchen plus Rest – sogenannte Kinks. Die restlichen Teile des Detektors dienten im Wesentlichen als Trigger und zur Vorselektierung der Ereignisse.