эксперимент ИКАРУС
ИКАРУС ( I maging Cosmic эксперимент , и ) R — подземные сигналы изучение — физический направленный на нейтрино . Он располагался в Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS), где начал свою работу в 2010 году. После завершения работы там он был отремонтирован в ЦЕРН для повторного использования в лаборатории Ферми в том же пучке нейтрино, что и MiniBooNE , MicroBooNE и Эксперименты с ближним детектором с короткой базой (SBND). [1] Детектор ICARUS затем разобрали для транспортировки и снова собрали в Фермилабе, где сбор данных, как ожидается, начнется осенью 2021 года.
Программа ICARUS была инициирована Карло Руббиа в 1977 году, предложившим новый тип детектора нейтрино . [2] Они называются камерами временной проекции жидкого аргона (LAr-TPC), которые должны сочетать в себе преимущества пузырьковых камер и электронных детекторов, являющихся развитием предыдущих детекторов. [3] Они обнаруживают нейтрино посредством реакции: [4]
(нейтрино, соединяющееся с атомом аргона-40, дает атом калия -40 и электрон.)
В ходе программы ИКАРУС были предложены такие детекторы значительной мощности. После первых запусков в Павии в 2001 году детектор ICARUS T600 в Гран-Сассо , наполненный 760 тоннами жидкого аргона , начал работу в 2010 году. Для изучения нейтринных осцилляций и различных фундаментальных тем современной физики нейтрино астрономических или солнечных источников, и нейтрино в Гран-Сассо (CNGS), лучи созданные на расстоянии 730 км суперпротонным синхротроном из ЦЕРН ЦЕРН были обнаружены .
Нейтрино CNGS также изучаются в эксперименте OPERA , поэтому эти эксперименты также называются CNGS1 (OPERA) и CNGS2 (ICARUS). [5]
Измерения CNGS также стали важными, когда группа OPERA объявила в сентябре и ноябре 2011 года, что они измерили сверхсветовые нейтрино (см. Аномалию нейтрино со скоростью, превышающей скорость света ). Вскоре после этого коллаборация ICARUS опубликовала статью, в которой утверждалось, что энергетическое распределение нейтрино несовместимо со сверхсветовыми частицами. Этот вывод был основан на теории Коэна и Шелдона Глэшоу . [6] В марте 2012 года они опубликовали результаты прямого измерения скорости нейтрино, основанные на семи нейтринных событиях. Результат соответствовал скорости света и, следовательно, специальной теории относительности, но противоречил результату OPERA. [5] В августе 2012 года было опубликовано еще одно измерение скорости нейтрино, основанное на 25 нейтринных событиях, с повышенной точностью и статистикой, что снова соответствует скорости света. [7] (См. измерения скорости нейтрино .)
Детектор ICARUS переехал в Фермилаб в июле 2017 года для нового нейтринного эксперимента. [8] [9] В феврале 2020 года ученые Фермилаб начали охлаждать ICARUS и заполнять его 760 тоннами жидкого аргона . Ученые надеются провести первые измерения с помощью отремонтированного ICARUS позднее в 2020 году. [10] В мае 2021 года Фермилаб объявила, что ICARUS начнет сбор данных осенью 2021 года. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джепсен, Кэтрин (22 апреля 2015 г.). «Итальянский нейтринный эксперимент переедет в США» . Журнал «Симметрия» . Проверено 8 мая 2015 г.
- ^ Руббия, К. (16 мая 1977 г.). «Камера проекции времени с жидким аргоном: новая концепция детектора нейтрино» (PDF) . ЦЕРН. ЦЕРН-EP/77-08.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Серри, Клаудио; Серджампьетри, Франко (март 1977 г.). «Испытание жидкоаргонового калориметра с очень тонкой пробой». Ядерные приборы и методы . 141 (2): 207–218. Бибкод : 1977NucIM.141..207C . дои : 10.1016/0029-554X(77)90769-8 .
- ^ ИКАРУС-Сотрудничество (2011). «Подземная эксплуатация ICARUS T600 LAr-TPC: первые итоги». Журнал приборостроения . 6 (7): 7011. arXiv : 1106.0975 . Бибкод : 2011JInst...6.7011R . дои : 10.1088/1748-0221/6/07/P07011 . S2CID 53398494 .
- ^ Jump up to: а б Коллаборация ИКАРУС (2012). «Измерение скорости нейтрино детектором ICARUS на пучке CNGS». Буквы по физике Б. 713 (1): 17–22. arXiv : 1203.3433 . Бибкод : 2012PhLB..713...17A . дои : 10.1016/j.physletb.2012.05.033 . S2CID 55397067 .
- ^ Коллаборация ИКАРУС (2012). «Поиск аналога черенковского излучения нейтрино высоких энергий на сверхсветовых скоростях в ИКАРУСЕ». Буквы по физике Б. 711 (3–4): 270–275. arXiv : 1110.3763 . Бибкод : 2012PhLB..711..270I . дои : 10.1016/j.physletb.2012.04.014 . S2CID 118357662 .
- ^ Коллаборация ИКАРУС (2012). «Прецизионное измерение скорости нейтрино детектором ICARUS в пучке CNGS». Журнал физики высоких энергий . 2012 (11): 49. arXiv : 1208.2629 . Бибкод : 2012JHEP...11..049A . дои : 10.1007/JHEP11(2012)049 . S2CID 51160473 .
- ^ «Фермилаб | Отдел новостей | Пресс-релизы | 22 апреля 2015 г.: нейтринный эксперимент ICARUS переносится в Фермилаб» . www.fnal.gov . Проверено 11 августа 2015 г.
- ^ «ИКАРУС прибывает в Фермилаб | Новости» . news.fnal.gov .
- ^ Штеффель, Кэтрин Н. (2 марта 2020 г.). «ИКАРУС готовится преследовать четвертое нейтрино» . сайт симметрии . Проверено 3 марта 2020 г.
- ^ Барбу, Брианна. «ИКАРУС готовится к полету» . Фермилаб . Проверено 23 сентября 2021 г.