✖


Jump to content

Т2К-эксперимент

(Перенаправлено с Т2К )

T2K (« Токай в Камиока ») — эксперимент по физике элементарных частиц, изучающий колебания нейтрино ускорителя . Эксперимент проводится в Японии при международном сотрудничестве около 500 физиков и инженеров с более чем 60 исследовательскими институтами из ряда стран Европы, Азии и Северной Америки. [1] и это признанный эксперимент ЦЕРН (RE13). [2] [3] T2K собирал данные в рамках своей первой фазы работы с 2010 по 2021 год. Ожидается, что вторая фаза сбора данных ( T2K-II ) начнется в 2023 году и продлится до начала преемника T2K — эксперимента Гипер-Камиоканде в 2027 году. [4] : 12, 20 

Т2К был первым экспериментом, в котором наблюдалось появление электронных нейтрино в мюонных нейтрино пучке . [5] Он также обеспечил лучшее в мире измерение параметра колебаний θ 23. [6] и намек на значительную асимметрию материи-антиматерии в нейтринных осцилляциях. [7] [8] Измерение асимметрии нейтрино-антинейтринных осцилляций может приблизить нас к объяснению существования нашей Вселенной, в которой доминирует материя . [9] [10]

Интенсивный пучок мюонных нейтрино производится на установке J-PARC (Японский исследовательский комплекс протонных ускорителей) в Токае на восточном побережье Японии. Луч направлен на дальний детектор Супер-Камиоканде, расположенный на расстоянии 295 километров (183 миль) в городе Хида , префектура Гифу . Свойства и состав потока нейтрино сначала измеряются системой ближних детекторов, расположенных в 280 метрах (920 футов) от места производства пучка на площадке J-PARC, а затем снова в детекторе Супер-Камиоканде. Сравнение содержания разных ароматов нейтрино в этих двух местах позволяет измерить вероятность осцилляций на пути между ближним и дальним детекторами. Супер-Камиоканде способен обнаруживать взаимодействия как мюонных, так и электронных нейтрино и, таким образом, измерять исчезновение потока мюонных нейтрино, а также появление электронных нейтрино в пучке. [11]

Программа по физике

[ редактировать ]

Эксперимент T2K был предложен в 2003 году со следующими целями измерения: [11]

  • Открытие
    н
    м     →
    н
    e     колебаний и, таким образом, подтверждение того, что последний неизвестный угол смешивания θ 13 не равен нулю.
  • Точное измерение параметров колебаний Δ m 2
    23     и θ 23 посредством исследований исчезновения мюонных нейтрино.
  • Поиск стерильных нейтринных осцилляций, которые можно наблюдать как дефицит нейтринных взаимодействий нейтрального тока .
  • Измерения различных сечений взаимодействия для разных типов нейтрино и мишеней в диапазоне энергий в несколько ГэВ.

С момента начала сбора данных в 2010 году эксперименту T2K удалось предоставить список результатов мирового уровня:

δ CP принимает значения от - π до π (т.е. от -180° до 180°) и может быть измерен путем сравнения колебаний нейтрино с колебаниями антинейтрино. CP-симметрия сохранялась бы, и, таким образом, вероятности колебаний были бы одинаковыми для нейтрино и антинейтрино, при δ CP, равном 0 или ± π . T2K предоставил первое и самое сильное ограничение на δ CP , отклонив на уровне значимости 3σ (99,7%) почти половину возможных значений, исключив обе точки сохранения CP на уровне значимости 95% и дав убедительный намек на то, что CP-нарушение может быть большим в нейтринном секторе. CP-нарушение — одно из условий, предложенных русским физиком Андреем Сахаровым , необходимых для образования избытка материи по отношению к антиматерии в ранней Вселенной , которая сейчас образует нашу построенную из материи Вселенную . CP-нарушение в кварковой секции было подтверждено уже в 1964 г. [25] но оно слишком мало, чтобы объяснить наблюдаемый дисбаланс материи и антиматерии. Сильное нарушение CP в секторе нейтрино может привести к избыточному производству материи посредством процесса, называемого лептогенезом, и, таким образом, такое измерение будет важным шагом к пониманию того, как сформировалась Вселенная. [8] [26] [27]

Эксперимент NOvA — это еще один эксперимент по осцилляциям нейтрино, позволяющий измерить δ CP путем сравнения между
н
μ →
н
е и
н
μ →
н
е каналы колебаний. NOvA проводится в США и измеряет нейтринные осцилляции ускорителя на расстоянии 810 км на пути между местом производства пучка в Фермилабе и дальним детектором в Эш-Ривер , штат Миннесота . NOvA предоставил менее точное измерение δ CP , что несколько противоречит результату T2K. Точка наилучшего соответствия T2K находится в области, нежелательной для NOvA, при уровне достоверности 90%. Продолжаются работы по согласованию данных обоих экспериментов для количественной оценки согласованности между ними. [28] [29]

Ожидается, что будущие обновления T2K обеспечат более точные измерения Δ m. 2
23 и θ 23 , измерения поперечного сечения, которые расширят наше понимание взаимодействий нейтрино и, таким образом, улучшат теоретические модели, используемые в генераторах нейтрино, а также дополнительно ограничит фазу δ CP и подтвердят, сохраняется или нарушается CP-симметрия в нейтринные осцилляции на уровне значимости 3σ в эксперименте T2K-II и 5σ в эксперименте Гипер-Камиоканде . [30] [31]

Нейтринный пучок

[ редактировать ]
Вид на весь объект с высоты птичьего полета
В 2008 году строятся сверхпроводящие магниты, которые направят протонный луч в сторону Камиока.
Схема получения нейтринного пучка

мюонных нейтрино или мюонных антинейтрино, T2K использует пучок производимый на установке J-PARC с использованием пучка протонов, постепенно ускоряемого до 30 ГэВ системой из трех ускорителей : сначала до энергии 400 МэВ с помощью линейного ускорителя Linac, затем до 3 ГэВ с помощью RCS (синхротрон быстрого цикла) и, наконец, до 30 ГэВ с помощью MR- синхротрона (главное кольцо). Протоны сталкиваются с графитовой мишенью, производя мезоны , в основном пионы и каоны , которые затем фокусируются набором из трех магнитных рунов и направляются в туннель, называемый объемом распада. В зависимости от полярности рупоров фокусируются либо положительные, либо отрицательные частицы. Положительные пионы и каоны распадаются преимущественно на
м +
и
н
μ , образуя пучок мюонных нейтрино, тогда как отрицательные пионы и каоны распадаются преимущественно на
м −
и
н
μ , образующий пучок мюонных антинейтрино. Все оставшиеся адроны и заряженные лептоны задерживаются 75-тонным блоком графита (так называемый пучковый сброс) и в земле, а нейтрино направляются под землю к дальнему детектору. [11]

Внеосевой луч

[ редактировать ]

T2K — первый эксперимент, в котором была реализована концепция внеосевого пучка нейтрино . Пучок нейтрино в J-PARC спроектирован таким образом, что его можно направить на 2–3 градуса от дальнего детектора Супер-Камиоканде и одного из ближних детекторов ND280. Средняя энергия нейтрино уменьшается с отклонением от оси пучка. Внеосевой угол был выбран равным 2,5 °, чтобы максимизировать вероятность колебаний на расстоянии, соответствующем дальнему детектору, которое на расстоянии 295 километров (183 мили) является максимальным для нейтрино с энергией около 600 МэВ. В этом диапазоне энергий нейтрино доминирующим типом нейтринных взаимодействий являются заряженные токовые квазиупругие взаимодействия, для которых восстановить энергию взаимодействующего нейтрино можно только по импульсу и направлению образовавшегося заряженного лептона. Более высокие энергии нейтрино подавляются внеосевой конфигурацией, уменьшая количество взаимодействий с рождением мезонов, которые являются основой анализа колебаний в эксперименте T2K. [11] [32]

Рядом с детекторами

[ редактировать ]

Ближний детекторный комплекс [11] находится на расстоянии 280 метров (920 футов) от графитовой мишени. Его цель — измерение потока нейтрино до осцилляций и изучение нейтринного взаимодействия. Система состоит из трех основных детекторов:

  • Детектор INGRID (Interactive Neutrino GRID), расположенный на оси нейтринного пучка,
  • Детектор ND280 расположен на расстоянии 2,5° от оси луча, т.е. под тем же углом, что и дальний детектор.
  • WAGASCI-BabyMIND (детектор WAter Grid SCIntillator - прототип детектора нейтрино из намагниченного железа) представляет собой детектор намагниченных нейтрино, расположенный под внеосевым углом 1,5 °, созданный для исследования изменений энергетического спектра в зависимости от внеосевого угла и сечений при более высоком среднем значении нейтрино. энергия. [33] [34]

Считывание сигнала

[ редактировать ]
Принцип работы сцинтиллятора в ближних детекторах Т2К

За исключением камер временной проекции в ND280, весь активный материал (обеспечивающий отслеживание частиц) ближних детекторов представляет собой пластиковый сцинтиллятор . Свет, создаваемый перемещением заряженных частиц в пластиковых стержнях и плоскостях сцинтиллятора, собирается длинноволновыми волокнами и детектируется многопиксельными счетчиками фотонов Hamamatsu, расположенными на одном или обоих концах волокон. Сцинтилляционные стержни организованы в слои, где стержни в двух соседних слоях перпендикулярны друг другу, обеспечивая вместе трехмерную информацию о проходящих частицах. [11]

ИНГРИД детектор

[ редактировать ]

Основное назначение детектора INGRID — ежедневный мониторинг направления и интенсивности луча путем прямого обнаружения нейтринных взаимодействий. Детектор ИНГРИД состоит из 16 одинаковых модулей, расположенных в форме креста: 7 в вертикальном и 7 в горизонтальном плечах, плюс 2 модуля вне креста. Высота и ширина рукавов составляют 10 метров (33 фута). Одиночный модуль состоит из чередующихся слоев железа и пластикового сцинтиллятора. Еще 4 вето [примечание 1] слои сцинтиллятора окружают модуль по бокам, чтобы отличать частицы, поступающие снаружи, от частиц, образующихся в результате взаимодействий внутри модуля. Общая масса железа в одном модуле составляет 7,1 тонны и составляет 96% веса модуля. На оси нейтринного пучка, посередине креста между вертикальным и горизонтальным рукавом, расположен дополнительный модуль, построенный только из слоев пластикового сцинтиллятора (Протонный модуль) массой 0,55 тонны. Его цель — зарегистрировать квазиупругие взаимодействия и сравнить полученные результаты с результатами моделирования. [11]

Детектор ND280

[ редактировать ]
ND280 в стадии строительства
Детектор ND280 в разобранном виде

Детектор ND280 используется для измерения потока, энергетического спектра и загрязнения пучком электронных нейтрино под тем же внеосевым углом, что и для дальнего детектора. ND280 также исследует различные типы мюонных и электронных взаимодействий нейтрино и антинейтрино. Все это позволяет оценить ожидаемое количество и тип взаимодействий в дальнем детекторе, уменьшить систематическую ошибку анализа нейтринных осцилляций, связанную с моделями взаимодействия и потока нейтрино. [11]

ND280 состоит из набора внутренних субдетекторов: детектора Pi-Zero и трекера с 2 мелкозернистыми детекторами, чередующимися с 3 камерами проекции времени, помещенными внутри металлического каркаса, называемого корзиной. Корзина окружена электромагнитным калориметром и магнитом, полученным из эксперимента UA1, создающим однородное горизонтальное магнитное поле напряженностью 0,2 Тл и оснащенным сцинтилляционными плоскостями, составляющими детектор бокового мюонного диапазона. [11]

Детектор Пи-ноль

[ редактировать ]
Схема детектора Пи-ноль.

Пи-ноль (
п 0
) Детектор (П0Д) содержит 40 плоскостей пластиковых сцинтилляционных модулей, которые в центральной части перемежены мешочками толщиной 2,8 см, заполняемыми водой и толстыми латунными листами, а в двух периферийных областях сцинтилляционные модули зажаты свинцовыми листами. Сравнивая количество взаимодействий между модами с водой в мешках и без нее, можно извлечь количество нейтринных взаимодействий, происходящих на воде – материале мишени внутри дальнего детектора Супер-Камиоканде.Размер всего активного объема P0D составляет около 2,1 м × 2,2 м × 2,4 м (X×Y×Z), а его масса с водой и без воды составляет 15,8 и 12,9 тонны соответственно.

Основная цель Pi-Zero Detector — измерение образования нейтральных пионов при взаимодействиях нейтрино с нейтральным током на воде:


н
м + Н →
н
м + Н' +
п 0

Эта реакция может имитировать взаимодействие электронных нейтрино, поскольку фотоны от
п 0
распад может быть ошибочно реконструирован как электрон в детекторе Супер-Камиоканде, таким образом, эта реакция может имитировать взаимодействие электронных нейтрино и составлять важную основу для измерения внешнего вида электронных нейтрино. [11] [35]

Камеры проекции времени

[ редактировать ]

Трехвременные проекционные камеры (ТПК) представляют собой газонепроницаемые прямоугольные коробки с катодной плоскостью в центре и считывающими модулями MicroMegas с обеих сторон, параллельных катоду. ТПК заполнены дрейфовым газом на основе аргона под атмосферным давлением. Заряженные частицы, пересекающие TPC, ионизируют газ вдоль своего пути. Электроны ионизации дрейфуют от катода к боковым сторонам ТПК, где они обнаруживаются MicroMegas, создавая трехмерное изображение пути проходящей заряженной частицы. Координаты Y и Z основаны на положении обнаруженных ионизационных электронов на модулях MicroMegas, а координата X основана на времени дрейфа электронов. В магнитном поле кривизна этого пути позволяет определить заряд и импульс частицы, а количество ионизационных электронов на единицу расстояния используется для идентификации частиц на основе формулы Бете-Блоха . [11] [36]

Мелкозернистые детекторы

[ редактировать ]

Два мелкозернистых детектора (МДГ) размещаются после первого и второго ТПК. Вместе FGD и TPC составляют трекер ND280. ФГД обеспечивают активную целевую массу для нейтринных взаимодействий и способны измерять короткие треки отдачи протонов. Первый ДДГ состоит только из слоев сцинтиллятора, а второй ФДГ состоит из чередующихся слоев сцинтиллятора и воды. Второй ДДГ частично состоит из воды, поскольку детектор Супер-Камиоканде основан на воде. Сечения на углероде и на воде можно определить из сравнения нейтринных взаимодействий в двух ФГД. [11] [37]

Электромагнитный калориметр

[ редактировать ]

Электромагнитный калориметр (ECal) окружает внутренние детекторы (P0D, TPC, FGD) и состоит из слоев сцинтиллятора, зажатых листами свинцового поглотителя. Его роль заключается в обнаружении нейтральных частиц, особенно фотонов, и измерении их энергии и направления, а также в обнаружении заряженных частиц, предоставляющих дополнительную информацию, необходимую для их идентификации. [11] [38]

Детектор дальности бокового мюона

[ редактировать ]

Детектор бокового мюонного диапазона (SMRD) состоит из сцинтилляционных модулей, которые вставляются в зазоры магнита. SMRD регистрирует мюоны, вылетающие из внутренних частей детектора под большими углами к направлению пучка. Остальные типы частиц (кроме нейтрино) в основном задерживаются в калориметре. SMRD может также действовать как триггер для космических лучей . Наконец, это может помочь определить взаимодействие лучей в окружающих стенках и в самом магните. [11] [39]

WAGASCI-BabyMIND

[ редактировать ]
Прогнозируемый поток нейтрино Т2К на площадке детекторов WAGASCI-BabyMIND (красная линия) и ND280 (черная линия).

WAGASCI-BabyMIND — новый детектор, расположенный рядом с детекторами INGRID и ND280, посвященный изучению взаимодействия нейтрино . Он предоставил первые данные о пучке нейтрино с использованием полной установки детектора во время зимнего запуска 2019/2020 года. [33] [34]

WAGASCI-BabyMIND состоит из нескольких субдетекторов:

  • Два новых детектора воды сцинтилляционных (WAGASCI, WAter-Grid-SCIntillator-Detector) , которые действуют как основные водные мишени и трекеры частиц. Трехмерная решетчатая структура сцинтилляционных стержней создает полые полости, заполненные водой.

Благодаря такой структуре было получено высокое соотношение масс воды и сцинтиллятора (80% H 2 O + 20% CH), а аксептанс высокий и примерно постоянный во всех направлениях. [33] [34]

  • Один протонный модуль, такой же, как в детекторе INGRID , изготовленный из простых пластиковых сцинтилляционных (CH) стержней, который действует как основная мишень CH и трекер частиц. [33] [34]
  • Два WallMRD (Wall Muon Range Detector), которые представляют собой ненамагниченные мюонные спектрометры для обнаружения боковых мюонов. Они состоят из пассивных железных плоскостей, переплетенных с активными плоскостями сцинтиллятора. [33] [34]
  • One BabyMIND (прототип детектора намагниченных железных нейтрино), который представляет собой спектрометр намагниченных мюонов для обнаружения идущих вперед мюонов. BabyMIND имеет оригинальную конфигурацию сцинтилляционных модулей, переплетенных с намагниченными ферритовыми в виде сэндвича модулями. Модули можно легко переставлять, чтобы адаптировать магнитное поле к конкретным потребностям эксперимента. Магнитное поле создается только внутри феррита, поэтому оно очень энергоэффективно по сравнению с магнитами, которым приходится намагничивать пустые пространства вокруг себя, как у ND280. Однако магнитное поле неоднородно по объему перемещения мюонов, и это все еще создает проблему для восстановления импульса. [33]

Весь активный материал детекторов состоит из пластикового сцинтиллятора и считывается, как описано в разделе « Считывание сигнала» . [33] [34]

Основная цель детектора WAGASCI-BabyMIND – снижение систематической ошибки анализа колебаний Т2К , что будет достигнуто благодаря его комплементарности по отношению к детектору ND280:

  • Различный целевой материал между ND280 (80% CH + 20% H 2 O) и SK (чистая H 2 O) вынуждает нас полагаться на модели поперечного сечения, чтобы отделить оценку поперечного сечения H 2 O от оценки CH. Доля воды в водно-сцинтилляционных модулях WAGASCI составляет 80%, что позволяет измерять отношение поперечных сечений нейтрино заряженного тока между водой (H 2 O) и пластиком (CH) с точностью 3%. [33] [34]
  • Новый детектор обеспечит измерения различных каналов взаимодействия нейтрино с заряженным током с высокой точностью, более низким порогом импульса и полным угловым приемом. Это ограничит неопределенности моделей потока и сечения для частиц, образующихся под большими углами. Эти средства также будут способствовать обнаружению адронов с низким импульсом, образующихся при взаимодействии нейтрино с ограниченными состояниями двух нуклонов или в результате повторного взаимодействия внутри ядра-мишени частиц, созданных нейтрино, и, таким образом, лучше моделировать такие взаимодействия в дальнем детекторе. [33] [34]
  • Расположение на том же расстоянии 280 метров от графитовой мишени, что и детекторы ND280 и INGRID, но под другим внеосевым углом 1,5 градуса, приводит к тому, что энергетический спектр нейтринного пучка достигает максимума в районе разных энергий для каждого из внеосевых детекторов. углы осей, соответствующие детекторам. Комбинация измерений с этих детекторов обеспечит улучшенное ограничение сечения нейтрино в зависимости от их энергии. [33] [34]

Супер-Камиоканде

[ редактировать ]
Основная статья: Супер-Камиоканде
Регистрация электронов и мюонов в Супер-Камиоканде детекторе

Детектор Супер-Камиоканде расположен на глубине 1000 м под землей в шахте Модзуми, под горой Икено, в районе Камиока города Хида. Это резервуар из нержавеющей стали цилиндрический высотой и диаметром около 40 м, наполненный 50 000 тонн воды и оснащенный примерно 13 000 фотоумножительными трубками (ФЭУ). Он обнаруживает конус черенковского света , испускаемый заряженными частицами, движущимися в воде быстрее, чем свет в этой среде.Его цель — измерить мюоны и электроны , образующиеся в результате с заряженным током (CCQE). квазиупругих взаимодействий
н
м и
н
е соответственно. Из-за относительно большой массы мюоны обычно не меняют своего направления и, таким образом, образуют четко выраженный конус черенковского света, наблюдаемый ФЭУ в виде четкого резкого кольца. Напротив, электроны из-за меньшей массы более подвержены рассеянию и почти всегда создают электромагнитные ливни , наблюдаемые ФЭУ в виде кольца с размытыми краями. Энергия нейтрино рассчитывается на основе направления и энергии заряженного лептона, образующегося в результате взаимодействия CCQE. Таким образом,
н
м и
н
Определены e- спектры, что привело к измерению параметров колебаний , связанных с исчезновением мюонных нейтрино и появлением электронных нейтрино. [11] [40]

История

[ редактировать ]

T2K является преемником эксперимента KEK в Камиоке ( K2K ), который проводился с 1999 по 2004 год. В эксперименте K2K ускорительный пучок мюонных нейтрино был произведен на KEK установке в Цукубе ( Япония ) и направлен к Супер-Камиоканде. детектору , расположенный в 250 км. Результаты эксперимента К2К подтвердили на уровне достоверности 99,9985% (4,3 σ ) исчезновение мюонных нейтрино и согласовались с предыдущими измерениями параметров колебаний, измеренными детектором Супер-Камиоканде для атмосферных нейтрино . [41] [42]

Строительство нейтринного пучка началось в 2004 году и было успешно введено в эксплуатацию в 2009 году. Строительство всего детектора ИНГРИД и большей части детектора ND280 (без цилиндрической части электромагнитного калориметра) было завершено в 2009 году. Недостающая часть калориметра была установлен осенью 2010 года. Дальний детектор Т2К представляет собой большой детектор Супер-Камиоканде, который работает с 1996 года и изучает время жизни протонов и колебания атмосферных , солнечных и ускорительных нейтрино. [11]

Эксперимент T2K начал собирать нейтринные данные для физического анализа в январе 2010 года, сначала с неполным детектором ND280, а начиная с ноября 2010 года с полной установкой. Сбор данных был прерван на год из-за Великого землетрясения Тохоку в марте 2011 года. Мощность пучка протонов, а значит и интенсивность нейтринного пучка, постоянно росла, достигнув к февралю 2020 года мощности 515 кВт и общего числа накопленных протонов на мишень 3,6х10 21 протоны [43] с 55% данных в нейтринном режиме и 45% в антинейтринном режиме. [4] : 12 

Планы на будущее

[ редактировать ]

Эксперимент Т2К действовал в нынешнем виде до 2020 года. В 2021 году была снята первая серия данных с гадолинием, загруженным в дальний детектор Супер-Камиоканде. [4] : 12  В 2021–2022 годах будет проведена капитальная модернизация нейтринного канала и ближнего детектора ND280. С 2023 по 2026 год нейтринные данные будут собираться в рамках второй фазы эксперимента Т2К (Т2К-II). [44] [30] В 2027 году преемник эксперимента Т2К – эксперимент Гипер-Камиоканде (ГК) – будет запущен с новым дальним черенковским детектором воды массой 250 000 тонн – детектором Гипер-Камиоканде . [4] : 20  [45] [46] Для эксперимента HK также рассматривается строительство дополнительного черенковского детектора промежуточной воды на расстоянии около 2 километров (1,2 мили). [46]

Т2К-II

[ редактировать ]

Ожидается, что фаза II эксперимента T2K начнется в начале 2023 года и продлится до 2026 года, после чего начнется эксперимент HK. Физические цели Т2К-II — измерение параметров θ колебаний 23 и Δ m. 2
23 с точностью 1,7° и 1% соответственно, а также подтверждение на уровне 3 σ и более асимметрии вещества-антиматерии в нейтринном секторе в широком диапазоне возможных истинных значений δ CP – параметра отвечает за асимметрию CP (материя-антивещество). Достижение этих целей требует уменьшения статистических и систематических ошибок. Таким образом, существенная модернизация канала и детектора ND280, легирование воды SK гадолинием, чтобы позволить
н
/дискриминация в дальнем детекторе, а также доработки программного обеспечения и методов анализа. [30]

Обновление луча

[ редактировать ]

План модернизации пучка предполагает остановку J-PARC главного кольца ускорителя на один год в 2021 году с последующим постоянным постепенным увеличением мощности протонного пучка до начала эксперимента HK. Мощность пучка должна достичь 750 кВт в 2022 году, а затем вырасти до 1,3 МВт к 2029 году. [47]

В феврале 2020 года мощность протонного пучка достигла 515 кВт с 2,7x10 14 протонов на импульс и с интервалом 2,48 секунды между импульсами (так называемый цикл повторения). Для достижения 750 кВт цикл повторения сократится до 1,32 с с помощью 2,0x10 14 протонов в импульсе, а для 1,3 МВт цикл повторения необходимо дополнительно уменьшить до 1,16 с и увеличить число протонов в импульсе до 3,2х10 14 . Помимо увеличения мощности первичного пучка протонов, ток в рупорах, фокусирующих вторичные частицы ( пионы , каоны и т.д.) с выбранным электрическим зарядом , также будет увеличен с 250 кА до 320 кА. Это увеличит количество нейтрино правильного знака (нейтрино в пучке нейтринной моды и антинейтрино в пучке антинейтринной моды) на 10% и уменьшит количество нейтрино неправильного знака (антинейтрино в нейтрино-пучке). модовый пучок и нейтрино в антинейтринном пучке) примерно на 5–10%. [47] [48]

Сокращение цикла повторения потребует серии аппаратных обновлений, включая крупную модернизацию источников питания Главного кольца и незначительную модернизацию источников питания фокусирующего рупора, все из которых будут установлены во время длительного простоя в 2021 году. ток потребует использования дополнительного (третьего) источника питания сирены. Между тем, более высокая мощность пучка протонов требует повышения охлаждающей способности вторичных компонентов пучка, таких как графитовая мишень, магнитные рупоры и отвал пучка, а также утилизации большего количества облученной охлаждающей воды. [47] [48]

Обновление ND280

[ редактировать ]
Схема внутренней части детектора ND280 после плановой модернизации

Текущая конструкция детектора ND280 оптимизирована для обнаружения и восстановления идущих вперед лептонов ( мюонов и электронов ), но она также имеет ряд ограничений, таких как низкая эффективность восстановления частиц, рождающихся почти перпендикулярно и назад по отношению к направлению. взаимодействующего нейтрино , а также слишком высокий порог импульса для восстановления значительной части образовавшихся пионов и выбитых нуклонов (протонов и нейтронов). В квазиупругих взаимодействиях с заряженным током (CCQE), доминирующем взаимодействии в ближнем детекторе ND280, кинематики образующегося лептона достаточно для восстановления энергии входящих нейтрино. Однако другие типы нейтринных взаимодействий, в которых дополнительные частицы ( пионы , каоны , нуклоны теряются ), могут быть ошибочно реконструированы как CCQE и вносить искажения в восстановленный энергетический спектр нейтрино. Таким образом, важно оптимизировать детектор, чтобы он был чувствителен к дополнительным частицам и ядерным эффектам .

Для решения этих проблем необходимо принять три основные меры:

  • Детектор должен эффективно обнаруживать нуклоны в конечном состоянии нейтринного взаимодействия. Для этого необходимо снизить пороги обнаружения.
  • Высокоугольные и встречные пути должны быть хорошо реконструированы. Это достигается за счет увеличения углового восприятия и эффективности распознавания между обратными и прямыми дорожками с использованием временной информации.
  • Наконец, для увеличения скорости нейтринных взаимодействий необходимо увеличить общий контрольный объем (массу, доступную для взаимодействия нейтрино) трекерной части детектора ND280, характеризующуюся лучшей способностью к восстановлению.

Обновление детектора ND280 (ND280 Upgrade) удовлетворяет этим требованиям путем замены части субдетектора P0D на три типа новых субдетекторов. Существующая нижняя часть, состоящая из двух мелкозернистых сцинтилляционных детекторов (FGD) и трех камер временной проекции (TPC), сохранит свою многослойную структуру и продолжит обнаруживать идущие вперед лептоны и адроны с высоким импульсом. Вышестоящая часть, в которой сейчас находится субдетектор P0D, будет заменена тремя новыми субдетекторами: мерцающая трехмерная мишень (сверхмелкозернистый детектор или SuperFGD), два новых TPC сверху и снизу SuperFGD (высокоугольные TPC или HATPC) и шесть детекторов времени пролета (TOF), окружающих новую структуру. Каждый из этих субдетекторов кратко описан ниже. [49] Установка новых субдетекторов в ND280 будет произведена в 2022 году. [44] [50] : 18 

СуперФГД
[ редактировать ]

СуперФГД [51] представляет собой детектор размером 2 на 2 на 0,5 метра (6 футов 7 дюймов × 6 футов 7 дюймов × 1 фут 8 дюймов), состоящий примерно из 2 миллионов 1 см 3 сверкающие полистирола кубики . Кубы сотканы из серии оптических волокон , предназначенных для обнаружения света, излучаемого частицами, образующимися во время взаимодействия с мишенью. В отличие от нынешних ФГД, SuperFGD имеет тройное проекционное 2D-считывание, обеспечивающее квази3D-считывание. Такая конфигурация считывания увеличивает обнаружение коротких дорожек практически равномерно во всех направлениях. Благодаря своей геометрии и в сочетании с TOF и HATPC SuperFGD обладает способностью обнаруживать быстрые нейтроны, что может быть полезно при восстановлении энергии антинейтрино . [49]

ХЭТПК
[ редактировать ]
TPC для эксперимента ND280 по обновлению T2K в Японии

Высокоугловые временные проекционные камеры (HATPC) будут окружать SuperFGD в плоскости, перпендикулярной входящему пучку нейтрино. Их конструкция аналогична конструкции существующих ТПК, поскольку оба они используют технологию модулей MicroMegas для реконструкции пути. Главной новой особенностью HATPC, помимо большого угла обзора, является использование резистивной технологии MicroMegas. [52] Последний заключается в нанесении слоя резистивного материала для увеличения возможностей распределения заряда модулей MicroMegas. Это уменьшает количество каналов считывания и обеспечивает такое же хорошее пространственное разрешение, как и у современных TPC. [49]

TOF
[ редактировать ]

Шесть детекторов времени пролета (TOF), окружающих HATPC и SuperFGD, представляют собой серию пластиковых сцинтилляционных слоев, предназначенных для определения направления частиц путем измерения времени полета для каждой пересекающейся дорожки с временным разрешением порядка 140 пс. [53] В реальном ND280 было доказано, что способность определять направление пути имеет решающее значение для уменьшения фона, генерируемого за пределами активных внутренних детекторов. [49]

Влияние на физику нейтринных колебаний
[ редактировать ]

Влияние обновления ND280 на анализы в T2K двоякое. Во-первых, увеличение статистики благодаря 2-тонной мишени SuperFGD позволит почти вдвое увеличить объем данных в отдельных выборках. Во-вторых, что более важно, новая конфигурация позволит лучше обнаруживать дополнительные частицы в конечном состоянии: частицы с большим углом благодаря увеличенному угловому приему и менее энергичные частицы из-за более низких порогов обнаружения. Это улучшение приемистости детектора важно для покрытия почти того же фазового пространства, которое доступно на дальнем детекторе (SK). Кроме того, частицы в конечном состоянии позволят исследовать ядерные эффекты, которые необходимы для ограничения систематических эффектов анализа колебаний. Это также важный шаг в переходе к использованию полуинклюзивных или эксклюзивных моделей в физике нейтринных осцилляций, в отличие от нынешних инклюзивных моделей, которые в своих предсказаниях используют только лептон в конечном состоянии. [49]

СК-Гд

[ редактировать ]

Третий элемент, который необходимо улучшить в рамках T2K – фазы II, – это введение гадолиния в Супер-Камиоканде , который до сих пор был наполнен сверхчистой водой. СК не способен измерить заряд зарегистрированной частицы. Это означает, что невозможно отличить взаимодействие нейтрино от антинейтрино по заряду образующегося лептона (например,
м −
производится
н
μ в то время как
м +
к
н
мкм ). В (анти)нейтрино-ядерных взаимодействиях, помимо образования заряженных лептонов, нуклон реализуется обычно из ядра . Из-за сохранения заряда для нейтрино это преимущественно протон, а для антинейтрино – нейтрон:


н
л +
н
→
ℓ −
+
п

н
л +
п
→
ℓ +
+
н
. [54] : 23 

Черенковский энергетический порог (минимальная полная энергия заряженной частицы, создающая черенковский свет ) пропорционален массе частицы и в воде равен 0,8 МэВ для электронов, 160 МэВ для мюонов и 1400 МэВ для протонов. [55] Таким образом, протоны, высвобождаемые при нейтринных взаимодействиях, часто падают ниже порога и остаются незамеченными. Нейтрон, как нейтральная частица, не излучает черенковского света. Однако оно может быть поглощено другим ядром, которое переходит в возбужденное состояние и при девозбуждении производит гамма-лучи . Фотоны высокой энергии (для гадолиния их полная энергия составляет около 8 МэВ) рассеивают электроны из атома и/или создают электрон-позитронные пары , которые затем производят черенковский свет. Гадолиний — это природный элемент с самым высоким сечением захвата нейтронов при тепловой энергии. Для нейтронов с энергией 25 мэВ сечение гадолиния составляет около 10 5 раз выше, чем у водорода . Доля нейтронов, которые будут захвачены в СК, составляет 50% для концентрации Gd 0,01% и 90% для концентрации 0,1% – плановой конечной концентрации Gd в СК. Сигнал захвата нейтрона задерживается на доли миллисекунды (время прохождения нейтрона через воду до захвата плюс время нахождения Gd в возбужденном состоянии) по отношению к сигналу заряженных лептонов и обычно появляется на расстоянии 50 см (расстояние, пройденное нейтроном до захвата) от точки взаимодействия нейтрино. Такая двойная вспышка (первая вспышка от заряженного лептона, вторая вспышка от фотонов девозбуждения Gd) является признаком антинейтринного взаимодействия. [56] [57]

Первая загрузка 13 тонн Gd 2 (SO 4 ) 3 ·8. H 2 O ( сульфата гадолиния(III) октагидрат ) в воду SK был внесен в июле – августе 2020 года и привел к концентрации Gd 0,011%. Первые данные с Gd в СК T2K собрала в марте – апреле 2021 года. Использование воды, легированной гадолинием, позволит изучать нейтрино далеких сверхновых , для которых
н
Электронные нейтрино являются наиболее реактивными в SK, но при этом неотличимы от нейтрино из других источников. Это также улучшит характеристики детектора взрывов сверхновых в нашей галактике и лучше изучит различия между веществом и антивеществом в нейтринных осцилляциях ускорителя. [56] [57]

Эксперимент Гипер-Камиоканде

[ редактировать ]
Основная статья: Гипер-Камиоканде

Преемник эксперимента T2K, эксперимент «Гипер-Камиоканде» (HK), будет использовать модернизированную систему используемого в настоящее время ускорителя и нейтринного пучка, а также модернизированный комплект ближнего детектора. Кроме того, новый дальний детектор — детектор Гипер-Камиоканде , а также, возможно, новый промежуточный детектор будет построен . Часть работ по модернизации пучка и модернизация детектора ND280 будут выполнены еще до начала II фазы эксперимента Т2К. Ожидается, что эксперимент в Гонконге начнется примерно в 2027 году. [4] : 20  [46] [58] [59]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Вето — часть детектора, в которой для принятия события не должно регистрироваться никаких действий. Такое требование позволяет ограничить количество фоновых событий в выбранной выборке; здесь фон от частиц, образовавшихся вне детектора.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Официальная страница эксперимента T2K – сотрудничество T2K» . Архивировано из оригинала 17 апреля 2020 г. Проверено 31 марта 2020 г.
  2. ^ «Признанные эксперименты в ЦЕРН» . Экспериментальная программа ЦЕРН . ЦЕРН. Архивировано из оригинала 22 апреля 2019 года . Проверено 9 марта 2021 г.
  3. ^ «RE13/T2K: эксперимент с нейтрино с длинной базой» . Экспериментальная программа ЦЕРН . ЦЕРН. Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 20 января 2020 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и Вилела, Кристовао (5–10 сентября 2021 г.). «Состояние экспериментов T2K и Гипер-Камиоканде» . Конференция ПАНИКА 2021 . Архивировано из оригинала 29 сентября 2021 г. Проверено 29 сентября 2021 г.
  5. ^ Перейти обратно: а б Сотрудничество Т2К (2011). «Индикация появления электронных нейтрино из внеосевого пучка мюонных нейтрино, созданного на ускорителе». Письма о физических отзывах . 107 (4): 041801. arXiv : 1106.2822 . Бибкод : 2011PhRvL.107d1801A . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.041801 . ПМИД   21866992 . S2CID   16654679 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Перейти обратно: а б Сотрудничество Т2К (2014). «Точное измерение параметра смешивания нейтрино θ23 по исчезновению мюонных нейтрино во внеосевом пучке». Физ. Преподобный Летт . 112 (18): 181801. arXiv : 1403.1532 . Бибкод : 2014PhRvL.112r1801A . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.181801 . ПМИД   24856687 . S2CID   11484010 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Сотрудничество Т2К (2015). «Измерения нейтринных осцилляций в каналах появления и исчезновения в эксперименте Т2К с протонами 6,6Е20 на мишени». Физ. Преподобный . D91 : 072010. arXiv : 1502.01550 . doi : 10.1103/PhysRevD.91.072010 . S2CID   34184232 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Перейти обратно: а б с Абэ, К.; и др. (15 апреля 2020 г.). «Ограничение на фазу нарушения симметрии вещества-антиматерии в нейтринных осцилляциях» . Природа . 580 (7803): 339–344. arXiv : 1910.03887 . Бибкод : 2020Natur.580..339T . дои : 10.1038/s41586-020-2177-0 . ПМИД   32296192 . S2CID   203951445 . Архивировано из оригинала 16 апреля 2020 года . Проверено 16 апреля 2020 г.
  9. ^ Фукугита, М.; Янагида, Т. (июнь 1986 г.). «Баригенезис без великого объединения». Буквы по физике Б. 174 (1): 45–47. Бибкод : 1986PhLB..174...45F . дои : 10.1016/0370-2693(86)91126-3 .
  10. ^ Мохапатра, Р.Н.; и др. (1 ноября 2007 г.). «Теория нейтрино: официальный документ». Отчеты о прогрессе в физике . 70 (11): 1757–1867. arXiv : hep-ph/0510213 . Бибкод : 2007РПФ...70.1757М . дои : 10.1088/0034-4885/70/11/R02 . S2CID   119092531 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Сотрудничество Т2К (2011). «Эксперимент Т2К». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 659 (1): 106–135. arXiv : 1106.1238 . Бибкод : 2011NIMPA.659..106A . дои : 10.1016/j.nima.2011.06.067 . S2CID   55962579 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Сотрудничество T2K (5 августа 2013 г.). «Свидетельства появления электронных нейтрино в пучке мюонных нейтрино». Физический обзор D . 88 (3): 032002. arXiv : 1304.0841 . Бибкод : 2013PhRvD..88c2002A . doi : 10.1103/PhysRevD.88.032002 . S2CID   53322828 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Сотрудничество Т2К (16 марта 2015 г.). «Поиск исчезновения короткой базовой линии с помощью ближнего детектора T2K». Физический обзор D . 91 (5): 051102. arXiv : 1410.8811 . Бибкод : 2015PhRvD..91e1102A . дои : 10.1103/PhysRevD.91.051102 . S2CID   54629105 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Сотрудничество Т2К (30 апреля 2019 г.). «Поиск легких стерильных нейтрино с помощью дальнего детектора Т2К Супер-Камиоканде на базовой линии 295 км». Физический обзор D . 99 (7): 071103.arXiv : 1902.06529 . Бибкод : 2019PhRvD..99g1103A . дои : 10.1103/PhysRevD.99.071103 . S2CID   119331309 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Сотрудничество Т2К (27 февраля 2020 г.). «Измерение инклюзивных сечений электронов заряженного тока (анти-)нейтрино на внеосевой Т2К вблизи детектора ND280». Журнал физики высоких энергий . 2020 (10): 114. arXiv : 2002.11986 . Бибкод : 2020JHEP...10..114T . дои : 10.1007/JHEP10(2020)114 . S2CID   211532582 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Сотрудничество T2K (19 июня 2015 г.). "Измерение скорости взаимодействия электронного нейтрино с заряженным током на воде детектором Т2К ND280 pi0" . Физический обзор D . 91 (11): 112010. arXiv : 1503.08815 . Бибкод : 2015ФРвД..91к2010А . дои : 10.1103/PhysRevD.91.112010 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Сотрудничество T2K (7 мая 2013 г.). «Измерение инклюзивного сечения заряженного тока на углероде в ближнем детекторе эксперимента Т2К». Физический обзор D . 87 (9): 092003. arXiv : 1302.4908 . Бибкод : 2013PhRvD..87i2003A . doi : 10.1103/PhysRevD.87.092003 . S2CID   54889936 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  18. ^ Сотрудничество Т2К (21 июня 2016 г.). «Измерение двойного дифференциального взаимодействия зарядового тока мюонных нейтрино на C8H8 без пионов в конечном состоянии с использованием внеосевого пучка T2K». Физический обзор D . 93 (11): 112012. arXiv : 1602.03652 . Бибкод : 2016ФРвД..93к2012А . doi : 10.1103/PhysRevD.93.112012 . S2CID   35063421 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  19. ^ Сотрудничество Т2К (11 декабря 2015 г.). «Измерение квазиупругого сечения нулевого заряженного тока на углероде детектором ND280 при Т2К». Физический обзор D . 92 (11): 112003. arXiv : 1411.6264 . Бибкод : 2015ФРвД..92к2003А . doi : 10.1103/PhysRevD.92.112003 . S2CID   118125266 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  20. ^ Сотрудничество Т2К (21 февраля 2020 г.). «Первое комбинированное измерение сечения зарядового тока мюонных нейтрино и антинейтрино без пионов в конечном состоянии при Т2К». Физический обзор D . 101 (11): 112001. arXiv : 2002.09323 . Бибкод : 2020ФРвД.101к2001А . doi : 10.1103/PhysRevD.101.112001 . S2CID   211252681 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  21. ^ Сотрудничество Т2К (26 января 2017 г.). «Первое измерение сечения образования одиночного пиона с заряженным током мюонных нейтрино на воде с помощью ближнего детектора Т2К». Физический обзор D . 95 (1): 012010. arXiv : 1605.07964 . Бибкод : 2017PhRvD..95a2010A . doi : 10.1103/PhysRevD.95.012010 . S2CID   16748058 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  22. ^ Сотрудничество T2K (4 ноября 2016 г.). «Измерение когерентного образования π+ при низкоэнергетическом нейтрино-углеродном рассеянии». Письма о физических отзывах . 117 (19): 192501. arXiv : 1604.04406 . Бибкод : 2016PhRvL.117s2501A . doi : 10.1103/PhysRevLett.117.192501 . ПМИД   27858422 . S2CID   27564132 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  23. ^ Сотрудничество T2K (31 октября 2014 г.). «Измерение сечения нейтрино-кислородного взаимодействия нейтрального тока путем наблюдения гамма-лучей ядерного девозбуждения». Физический обзор D . 90 (7): 072012. arXiv : 1403.3140 . Бибкод : 2014ФРвД..90г2012А . doi : 10.1103/PhysRevD.90.072012 . S2CID   53641707 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  24. ^ Сотрудничество Т2К (сентябрь 2019 г.). «Измерение сечений зарядового тока мюонных нейтрино на воде, углеводороде и железе, а также их соотношений с помощью осевых детекторов Т2К». Успехи теоретической и экспериментальной физики . 2019 (9): 093C02. arXiv : 1904.09611 . Бибкод : 2019PTEP.2019i3C02A . дои : 10.1093/ptep/ptz070 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  25. ^ Дж. В. Кронин ; В.Л. Фитч ; и др. (1964). «Доказательства 2π-распада
    К 0
    2     мезон»     . Physical Review Letters . 13 (4): 138–140. Bibcode : 1964PhRvL..13..138C . doi : 10.1103/PhysRevLett.13.138 .
  26. ^ Чо, Адриан (15 апреля 2020 г.). «Искаженное поведение нейтрино может помочь объяснить доминирование материи над антиматерией» . Наука | АААС . Архивировано из оригинала 20 апреля 2020 года . Проверено 19 апреля 2020 г.
  27. ^ Ринкон, Пол (16 апреля 2020 г.). «Самая большая космическая загадка на шаг ближе к разгадке» . Сайт новостей BBC . Архивировано из оригинала 18 апреля 2020 года . Проверено 18 апреля 2020 г.
  28. ^ Химмель, Алекс; и др. (Сотрудничество NOvA) (2 июля 2020 г.). «Новые результаты колебаний в результате эксперимента NOva» . Нейтрино2020 . дои : 10.5281/zenodo.3959581 . Архивировано из оригинала 5 марта 2021 года . Проверено 30 сентября 2021 г.
  29. ^ Коллаборация НОВА (2022). «Улучшенное измерение параметров нейтринных осцилляций экспериментом NOvA». Физический обзор D . 106 (3): 032004. arXiv : 2108.08219 . doi : 10.1103/PhysRevD.106.032004 . S2CID   237195004 .
  30. ^ Перейти обратно: а б с Сотрудничество Т2К (13 сентября 2016 г.). «Предложение о продлении срока действия T2K до 20E21 POT». arXiv : 1609.04111 [ hep-ex ]. {{cite arXiv}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  31. ^ Сотрудничество Гипер-Камиоканде (28 ноября 2018 г.). «Отчет о проекте Гипер-Камиоканде». arXiv : 1805.04163 [ physical.ins-det ].
  32. ^ Сотрудничество T2K (2 января 2013 г.). «Прогнозирование потока нейтрино T2K». Физический обзор D . 87 (1): 012001. arXiv : 1211.0469 . Бибкод : 2013PhRvD..87a2001A . дои : 10.1103/physrevd.87.012001 . S2CID   55114627 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  33. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Антонова, М.; и др. (апрель 2017 г.). «Baby MIND: намагниченный спектрометр для эксперимента WAGASCI». Перспективы нейтринной физики (NUPHYS2016-HALLSJO, FERMILAB-CONF-17-270-APC). arXiv : 1704.08079 .
  34. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Овсянникова Т; и др. (5 февраля 2016 г.). «Новый эксперимент WAGASCI по измерению сечения нейтрино от воды до углеводорода с использованием луча J-PARC» . Физический журнал: серия конференций . 675 (1): 012030. Бибкод : 2016JPhCS.675a2030O . дои : 10.1088/1742-6596/675/1/012030 . hdl : 2433/235156 .
  35. ^ Асылбеков С; и др. (сентябрь 2012 г.). «Внеосевой детектор пи-ноль T2K ND280». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 686 : 48–63. arXiv : 1111.5030 . Бибкод : 2012NIMPA.686...48A . дои : 10.1016/j.nima.2012.05.028 . S2CID   118606685 .
  36. ^ Сотрудничество T2K ND280 TPC (май 2011 г.). «Камеры проекции времени для околодетекторов Т2К». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 637 (1): 25–46. arXiv : 1012.0865 . Бибкод : 2011NIMPA.637...25A . дои : 10.1016/j.nima.2011.02.036 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  37. ^ Сотрудничество T2K ND280 FGD (декабрь 2012 г.). «Мелкозернистые детекторы Т2К». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 696 : 1–31. arXiv : 1204.3666 . Бибкод : 2012NIMPA.696....1A . дои : 10.1016/j.nima.2012.08.020 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  38. ^ Сотрудничество T2K UK (17 октября 2013 г.). «Электромагнитный калориметр для ближнего детектора Т2К НД280». Журнал приборостроения . 8 (10): Р10019. arXiv : 1308.3445 . Бибкод : 2013JInst...8P0019A . дои : 10.1088/1748-0221/8/10/P10019 . S2CID   55993395 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  39. ^ Аоки, С; и др. (январь 2013 г.). «Детектор дальности боковых мюонов T2K (SMRD)». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 698 : 135–146. arXiv : 1206.3553 . Бибкод : 2013NIMPA.698..135A . дои : 10.1016/j.nima.2012.10.001 . S2CID   119280423 .
  40. ^ Сотрудничество Супер-Камиоканде (апрель 2003 г.). «Детектор Супер-Камиоканде». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 501 (2–3): 418–462. Бибкод : 2003NIMPA.501..418F . дои : 10.1016/S0168-9002(03)00425-X .
  41. ^ Ояма, Юичи (2006). «Результаты K2K и статус T2K». Ядерная наука и безопасность в Европе . Серия «Безопасность НАТО через науку». стр. 113–124. arXiv : hep-ex/0512041 . дои : 10.1007/978-1-4020-4965-1_9 . ISBN  978-1-4020-4963-7 . S2CID   117059077 .
  42. ^ Сотрудничество K2K (12 октября 2006 г.). «Измерение осцилляций нейтрино экспериментом К2К». Физический обзор D . 74 (7): 072003. arXiv : hep-ex/0606032 . Бибкод : 2006PhRvD..74g2003A . doi : 10.1103/PhysRevD.74.072003 . S2CID   22053653 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  43. ^ «Официальная страница эксперимента T2K — T2K Run 10» . Архивировано из оригинала 3 мая 2020 г. Проверено 31 марта 2020 г.
  44. ^ Перейти обратно: а б Куденко Юрий (19–25 августа 2021 г.). «Физика и состояние детектора SuperFGD для эксперимента T2K» (PDF) . XX-я Ломоносовская конференция по физике элементарных частиц . стр. 17–18. Архивировано (PDF) из оригинала 29 сентября 2021 г. Проверено 29 сентября 2021 г.
  45. ^ Прото-сотрудничество Гипер-Камиоканде (19 мая 2015 г.). «Физический потенциал эксперимента с нейтринными колебаниями с длинной базой с использованием нейтринного пучка J-PARC и гипер-Камиоканде». Успехи теоретической и экспериментальной физики . 2015 (5): 53C02–0. arXiv : 1502.05199 . Бибкод : 2015PTEP.2015e3C02A . дои : 10.1093/ptep/ptv061 . ISSN   2050-3911 .
  46. ^ Перейти обратно: а б с Прото-сотрудничество Гипер-Камиоканде (28 ноября 2018 г.). «Отчет о проекте Гипер-Камиоканде». arXiv : 1805.04163 [ physical.ins-det ].
  47. ^ Перейти обратно: а б с Сотрудничество T2K и группа по установке нейтрино J-PARC (14 августа 2019 г.). «Отчет о техническом проекте модернизации линии пучка нейтрино J-PARC». arXiv : 1908.05141 [ physical.ins-det ]. {{cite arXiv}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  48. ^ Перейти обратно: а б Друг, М (сентябрь 2017 г.). «Программа модернизации ускорителя J-PARC и нейтринного канала» . Физический журнал: серия конференций . 888 (1): 012042. Бибкод : 2017JPhCS.888a2042F . дои : 10.1088/1742-6596/888/1/012042 . ISSN   1742-6588 .
  49. ^ Перейти обратно: а б с д и Сотрудничество Т2К (11 января 2019 г.). «Модернизация T2K ND280 - Отчет о техническом проекте». arXiv : 1901.03750 [ physical.ins-det ]. {{cite arXiv}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  50. ^ Рабочая группа по обновлению T2K ND280 (19 июня 2020 г.). «NP07: Проект обновления ND280» . Документ Научного комитета ЦЕРН . ЦЕРН-SPSC-2020-008. SPSC-SR-267. Архивировано из оригинала 29 сентября 2021 года . Проверено 29 сентября 2021 г. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  51. ^ Блондель, А.; и др. (2018). «Полностью активный мелкозернистый детектор с тремя видами считывания» . Журнал приборостроения . 13 (02): P02006–P02006. arXiv : 1707.01785 . дои : 10.1088/1748-0221/13/02/P02006 . ISSN   1748-0221 .
  52. ^ Амбрози, Л.; и др. (2023). «Характеристика распространения заряда и усиления инкапсулированных резистивных детекторов Micromegas для модернизации камер временной проекции ближнего детектора T2K» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 1056 : 168534. arXiv : 2303.04481 . Бибкод : 2023NIMPA105668534A . дои : 10.1016/j.nima.2023.168534 .
  53. ^ Корзенев А.; и др. (2022). «4π-времяпролетный детектор для модернизации ND280/T2K» . Журнал приборостроения . 17 (01): P01016. arXiv : 2109.03078 . дои : 10.1088/1748-0221/17/01/P01016 . ISSN   1748-0221 .
  54. ^ Формаджо, JA; Целлер, врач общей практики (24 сентября 2012 г.). «От эВ до ЭВ: сечения нейтрино в разных энергетических масштабах». Обзоры современной физики . 84 (3): 1307–1341. arXiv : 1305.7513 . Бибкод : 2012RvMP...84.1307F . дои : 10.1103/RevModPhys.84.1307 . hdl : 1721.1/75437 . S2CID   54087013 .
  55. ^ Шольберг, Кейт (10 августа 2011 г.). «Обнаружение нейтрино сверхновой в водных черенковских детекторах» . Физический журнал: серия конференций . 309 (1): 012028. Бибкод : 2011JPhCS.309a2028S . дои : 10.1088/1742-6596/309/1/012028 . S2CID   121098709 .
  56. ^ Перейти обратно: а б «Официальный сайт Супер-Камиоканде» . www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp . Архивировано из оригинала 07 октября 2021 г. Проверено 7 октября 2021 г.
  57. ^ Перейти обратно: а б Сотрудничество Супер-Камиоканде (2022). «Первая погрузка гадолиния в Супер-Камиоканде». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 1027 : 166248. arXiv : 2109.00360 . Бибкод : 2022NIMPA102766248A . дои : 10.1016/j.nima.2021.166248 . S2CID   237372721 .
  58. ^ «Проект Гипер-Камиоканде официально одобрен» . 12 февраля 2020 года. Архивировано из оригинала 27 сентября 2020 года . Проверено 1 апреля 2020 г.
  59. ^ Прото-сотрудничество Гипер-Камиоканде (19 мая 2015 г.). «Физический потенциал эксперимента по осцилляциям нейтрино с длинной базой с использованием нейтринного пучка J-PARC и Гипер-Камиоканде». Успехи теоретической и экспериментальной физики . 2015 (5): 53C02–0. arXiv : 1502.05199 . Бибкод : 2015PTEP.2015e3C02A . дои : 10.1093/ptep/ptv061 .
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с T2K .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=T2K_experiment&oldid=1233065419"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 85658da36cf2201004ace3d38eed961a__1720309020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/85/1a/85658da36cf2201004ace3d38eed961a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
T2K experiment - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)