stringtranslate.com

эксперимент ОПЕРА

Проект «Осцилляция» с аппаратом для отслеживания эмульсии ( OPERA ) — инструмент, используемый в научном эксперименте по обнаружению тау-нейтрино по осцилляциям мюонных нейтрино . Эксперимент является результатом сотрудничества ЦЕРН в Женеве , Швейцария , и Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS) в Гран-Сассо , Италия , и использует пучок нейтрино CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS) .

Процесс начался с того, что протоны из суперпротонного синхротрона (SPS) в ЦЕРНе импульсами запускались в углеродную мишень для производства пионов и каонов . Эти частицы распадаются с образованием мюонов и нейтрино . [1]

Луч из ЦЕРН был остановлен 3 декабря 2012 года, [2] закончив сбор данных, но анализ собранных данных продолжился.

Детектор

Вид детектора OPERA на объекте CNGS

ОПЕРА в зале C подземных лабораторий Гран-Сассо была построена в 2003–2008 годах. Тау , возникающие в результате взаимодействия тау-нейтрино, наблюдаются в «кирпичиках» фотопленок ( ядерной эмульсии ), перемежающихся свинцовыми листами. Каждый кирпичик весит 8,3 кг; Два супермодуля OPERA содержат 150 000 кирпичей, расположенных в параллельных стенках, чередующихся с пластиковыми сцинтилляционными счетчиками. За каждым супермодулем стоит магнитный спектрометр для определения импульса и заряда проникающих частиц. Во время сбора данных взаимодействие нейтрино и соответствующий ему кирпичик маркируются в реальном времени сцинтилляторами и спектрометрами. Эти кирпичи извлекаются из стен асинхронно относительно луча для проявления пленки, сканирования и топологического и кинематического поиска распадов тау. [3]

Тау-нейтрино

Первые нейтринные события, замеченные ядром эксперимента OPERA

Всего было обнаружено пять тау-нейтрино. 31 мая 2010 года исследователи OPERA наблюдали первое событие-кандидат тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. [4] 6 июня 2012 года OPERA объявила о наблюдении второго тау-нейтринного события. [5] 26 марта 2013 года эксперимент в третий раз поймал мюонное нейтрино, превращающееся в тау-нейтрино во время путешествия из ЦЕРН в СПГС . [6] Четвертый был найден в 2014 году, а пятый — в 2015 году. [7]

Времяпролетные измерения

В сентябре 2011 года исследователи OPERA наблюдали мюонные нейтрино, движущиеся, по-видимому, быстрее скорости света . [8] В феврале и марте 2012 года исследователи OPERA обвинили в этом результат незакрепленного оптоволоконного кабеля, соединяющего GPS-приемник с электронной картой в компьютере. 16 марта 2012 года в отчете было объявлено о проведении независимого эксперимента в той же лаборатории с использованием нейтринного пучка CNGS, но на этот раз детектор ICARUS не обнаружил заметной разницы между скоростью нейтрино и скоростью света. [9] В мае 2012 года эксперименты Гран-Сассо BOREXINO, ICARUS, LVD и OPERA измеряли скорость нейтрино с помощью короткоимпульсного луча и получили согласие со скоростью света, показывая, что первоначальный результат OPERA был ошибочным. [10] Наконец, в июле 2012 года сотрудничество OPERA обновило свои результаты. После учета упомянутых выше инструментальных эффектов было показано, что скорость нейтрино соответствует скорости света. [11] Это было подтверждено новым, улучшенным набором измерений в мае 2013 года. [12]

Рекомендации

  1. ^ Аль-Халили, Дж. (18 ноября 2011 г.). "Быстрее скорости света?". Блог Джима . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Проверено 31 августа 2013 г.
  2. ^ «[ОПЕРА]: Новости и обновления» . 21 мая 2018 г. 3 декабря 2012 г. После 5 лет эксплуатации пучок АГНКС был остановлен. В общей сложности это было17,97 × 10 19 протонов на мишени, предоставленные CNGS.
  3. ^ "Оперный детектор". ОПЕРА . Проверено 25 сентября 2011 г.
  4. ^ Агафонова, Н.; и другие. (Коллаборация OPERA) (2010). «Наблюдение первого события-кандидата ν τ в эксперименте OPERA в пучке CNGS». Буквы по физике Б. 691 (3): 138–145. arXiv : 1006.1623 . Бибкод : 2010PhLB..691..138A. doi :10.1016/j.physletb.2010.06.022. S2CID  119256958.
  5. ^ «ОПЕРА наблюдает второе тау-нейтрино» (пресс-релиз). Национальный институт ядерной физики . 6 июня 2012 года . Проверено 8 июня 2012 года .
  6. ↑ Джепсен, К. (26 марта 2013 г.). «ОПЕРА ловит третье тау-нейтрино». Журнал «Симметрия» . Проверено 27 марта 2013 г.
  7. ↑ О'Луэнай, К. (6 октября 2015 г.). «ОПЕРА обнаружила пятое тау-нейтрино» . Проверено 8 февраля 2017 г.
  8. ^ Адам, Т.; и другие. (сотрудничество OPERA) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором ОПЕРА в пучке CNGS». arXiv : 1109.4897v1 [hep-ex].
  9. ↑ Брамфилд, Г. (16 марта 2012 г.). «Нейтрино не быстрее света». Новости природы . дои : 10.1038/nature.2012.10249. S2CID  119620081 . Проверено 12 марта 2013 г.
  10. ^ «Нейтрино, отправленные из ЦЕРН в Гран-Сассо, соблюдают космический предел скорости» (пресс-релиз). ЦЕРН . 8 июня 2012 года. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 года . Проверено 8 июня 2012 года .
  11. ^ Адам, Т.; и другие. (сотрудничество OPERA) (2012). «Измерение скорости нейтрино детектором ОПЕРА в пучке CNGS». Журнал физики высоких энергий . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Бибкод : 2012JHEP...10..093A. doi : 10.1007/JHEP10(2012)093. S2CID  17652398.
  12. ^ Адам, Т.; и другие. (сотрудничество OPERA) (2013). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке CNGS по специальным данным 2012 года». Журнал физики высоких энергий . 1 : 153. arXiv : 1212.1276 . Бибкод : 2013JHEP...01..153A. doi : 10.1007/JHEP01(2013)153. S2CID  119258343.

Внешние ссылки

42 ° 28' с.ш., 13 ° 34' в.д.  /  42,46 ° с.ш., 13,57 ° в.д.  / 42,46; 13.57