宇宙背景ニュ−トリノの観測法

【課題】無指向の宇宙背景ニュ−トリノの検出方法を提供する。
【解決手段】平面コンデンサ−を大気中に置いて、絶縁膜或いは重水を染ませた紙と負極板の間のミクロなＨ^＋ビームまたはＤ^＋ビ−ムをニュートリノと相互作用させ、そのコンデンサ−を含む電気回路の電流発生でニュートリノを検出する。水素の場合は絶縁膜の自然吸着を利用し、重水素の場合は重水を染ませた紙を絶縁膜に重ねる。付加コンデンサ−と抵抗からなる電気回路にガルバノメ−タ−を入れ、平面コンデンサ−の端子電圧を調節し、無指向で発生する電流を、指針の振れの残像で観測する。

【発明の詳細な説明】
（検出方法）
大気中に置いた平面コンデンサ−の絶縁膜とコンデンサ−の負極板の間のミクロなＨ^＋イオンビ−ム或いはＤ^＋イオンビ−ムを利用する。即ち、この間にニュ−トリノが飛来するときの平面コンデンサ−を含む電気回路の電流発生をガルバノメ−タ−で測定する。
＜１＞その絶縁膜の表面に水素を自然吸着している平面コンデンサ−［Ｃ_Ｈ］と水素分子の分極の概念図は特願２００３−１９２４６５に示した。反電子ニュ−トリノビ−ムν_ｅ^＊が入射する場合を図１Ａ，Ｂに示す。ここでは、［Ｃ_Ｈ］の負極板内面のミクロなＨ^＋ビ−ムで
ν_ｅ^＊＋Ｈ^＋⇒ｅ^＋＋ｎ
の相互作用が生じる。ここにｅ^＋は陽電子（ポジトロン）、ｎは中性子である。このとき陽電子ｅ^＋の立ち上がり時間は〜１０^−８ｓｅｃと速く、一方、Ｈ^＋のｎへの変化（Ｈ^＋電流の減衰でわかる）は〜１０^−５ｓｅｃと遅いことは特許願２００３−５４９４５の質量分析法でわかっている。この現象を考慮すると図１Ａ，Ｂに示したコンデンサ−［Ｃ_Ｈ］を含む電気回路では、ｅ^＋の全（Ｎ）電荷（Ｎｅ^＋）の速い変化によるパルス的電流Ｉ^＋のみが約５ｍｓｅｃ間隔で発生する。かくてＩ^＋＝ｄ（Ｎｅ^＋）／ｄｔをガルバノメ−タ−の指針の振れの残像で検出すれば、ν_ｅ^＊の入射によるミクロなＨ^＋ビ−ムとの相互作用が確認できる。
＜２＞正電子ニュ−トリノν_ｅの場合には重水素の正イオンＤ^＋ビ−ムとの相互作用
ν_ｅ＋Ｄ^＋（ｎ，Ｈ^＋）⇒ｅ⁻＋２Ｈ^＋
を利用するので重水を染ませた紙を平面コンデンサ−の絶縁膜と負極板の間に挟む（特願２００２−３６４４６３）。図２Ａ，Ｂに示したように、大気中に置いた平面コンデンサ−［Ｃ_Ｄ］の絶縁膜の上の重水を染ませた紙と負極板の間の、ミクロなＤ^＋ビ−ムと［Ｃ_Ｄ］の電気回路の電流発生を利用すると簡単にν_ｅの入射を確認できる。即ち、［Ｃ_Ｄ］の負極内面のミクロなＤ^＋ビ−ムでもν_ｅと相互作用して、負電子ｅ⁻と２倍の水素正イオン２Ｈ^＋が上式のように発生する。このときｅ⁻の立ち上がり時間は〜１０^−８ｓｅｃと速く、一方Ｄ^＋の２Ｈ^＋への変化（Ｄ^＋ビ−ム電流の増大）は〜１０^−５ｓｅｃと遅いことは特願２００２−３６４４６３の質量分析でわかっている。この現象を考慮すると図２Ａ，Ｂに示したような［Ｃ_Ｄ］を含む電気回路では、ｅ⁻の全（Ｎ）電荷（Ｎｅ⁻）の速い変化によるパルス的な電流Ｉ⁻のみが〜５ｍｓｅｃ間隔で発生する。かくて、Ｉ⁻＝ｄ（Ｎｅ⁻）／ｄｔをガルバノメ−タ−の指針の振れを残像で観測すれば ν_ｅ＋Ｄ^＋⇒ｅ⁻＋２Ｈ^＋の相互作用によってν_ｅの入射が確認できる。
（宇宙背景ニュ−トリノの観測）
宇宙の始まり、ビックバ−ンから１秒後位にニュ−トリノが自由に飛び離れて、今では１．９’Ｋ（２．４×１０^−４ｅＶ）位の低エネルギ−で宇宙に満ちて、極低限の背景ニュ−トリノ放射となっていると推定されている。この背景（反、正電子）ニュ−トリノν_ｅ^＊，ν_ｅはＨ^＋，Ｄ^＋ビ−ムの運動量がある値以上で相互作用すると２．４×１０^−４ｅＶの陽電子ｅ^＋，負電子ｅ⁻，に変換されることはこれまでの実験から推定される。即ち、Ｈ^＋，Ｄ^＋ビ−ムの運動量がそのｅ^＋，ｅ⁻の運動量を越える条件

ここに、Ｖ_Ｈ，Ｖ_ＤはＨ^＋，Ｄ^＋の加速電圧、コンデンサ−の電気回路では端子電圧である。また、Ｖ_ｅ＋，Ｖ_ｅ−は上のｅ^＋，ｅ⁻のエネルギ−換算電圧である。３０ｃｍ×４５ｃｍの平面コンデンサ−の端子電圧を変えながらガルバノメ−タ−の電流Ｉ^±を約５ｍｓｅｃ

クバン１ｓｅｃ位後の１．９’Ｋの宇宙背景ニュ−トリノ（〜１０^７／ｃｍ^２ｓｅｃ）と考えられる。なお、図４Ａ，Ｂで平面コンデンサ−の端子電圧、Ｖ_Ｈ＞０．１６Ｖ，Ｖ_Ｄ＞０．１１Ｖから陽

宙背景反電子、正電子ニュ−トリノを示している。ｅ^＋とｅ⁻が非対称で正電子ニュ−トリノが大きく、正物質が反物質より増大する始まりを示している。

【図面の簡単な説明】
［図１］反電子ニュ−トリノによる平面コンデンサ−回路の電流発生
Ａ平面コンデンサ−の電流検出回路Ｂ反電子ニュ−トリノとの相互作用
［図２］正電子ニュ−トリノによる平面コンデンサ−回路の電流発生
Ａ平面コンデンサ−の電流検出回路Ｂ正電子ニュ−トリノとの相互作用
［図３］最初の宇宙背景ニュ−トリノの観測デ−タ
ＡＨ^＋コンデンサ−の電気回路による
ＢＤ^＋コンデンサ−の電気回路による
［図４］第２期宇宙背景ニュ−トリノの観測デ−タ
ＡＨ^＋コンデンサ−の電気回路による
ＢＤ^＋コンデンサ−の電気回路による
【符号の説明】
［図１］図面参照
［図２］図面参照
［図３］［図４］
Ｉ^＋：ガルバノメ−タ−の正電流
Ｉ⁻：ガルバノメ−タ−の負電流
ｖ_Ｈ：コンデンサ−の端子電圧（Ｈ^＋の加速電圧）
ｖ_Ｄ：重水コンデンサ−の端子電圧（Ｄ^＋の加速電圧〉
ν_ｅ^＊：反電子ニュ−トリノ、ν_ｅ：正電子ニュ−トリノ
ｅ^＋：陽電子、ｅ⁻：負電子
【図１】