эксперимент ОПЕРА
Проект «Осцилляция» с аппаратом для отслеживания эмульсии ( OPERA ) — инструмент, используемый в научном эксперименте по обнаружению тау-нейтрино по мюонных нейтрино осцилляциям . Эксперимент является результатом сотрудничества ЦЕРН в Женеве , Швейцария , и Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS) в Гран-Сассо , Италия , и использует ЦЕРН «Нейтрино в Гран-Сассо » (CNGS) пучок нейтрино .
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] прекращен сбор данных, но анализ собранных данных продолжился.
Детектор
[ редактировать ]
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 листами свинца. 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 кирпич 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]
Нейтрино для вас
[ редактировать ]
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
[ редактировать ]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 незакрепленным оптоволоконным кабелем, соединяющим 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 пучка нейтрино CNGS, но на этот раз детектор ICARUS не обнаружил заметной разницы между скоростью нейтрино и скоростью света. [9] В мае 2012 года в ходе экспериментов Гран-Сассо BOREXINO, ICARUS, LVD и OPERA была измерена скорость нейтрино с помощью короткоимпульсного луча и получено согласие со скоростью света, что показало, что первоначальный результат OPERA был ошибочным. [10] Наконец, в июле 2012 года коллаборация OPERA обновила 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]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Аль-Халили, Дж. (18 ноября 2011 г.). «Быстрее скорости света?» . Блог Джима . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Проверено 31 августа 2013 г.
- ^ «[ОПЕРА]: Новости и обновления» . 21 мая 2018 г.
3 декабря 2012 г. После 5 лет эксплуатации пучок АГНКС был остановлен. Итого получилось 17,97 × 10. 19 протоны на мишени, предоставленные CNGS.
- ^ «Оперный детектор» . ОПЕРА . Проверено 25 сентября 2011 г.
- ^ Агафонова Н.; и др. (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 . дои : 10.1016/j.physletb.2010.06.022 . S2CID 119256958 .
- ^ «ОПЕРА наблюдает второе тау-нейтрино» (пресс-релиз). Национальный институт ядерной физики . 6 июня 2012 года . Проверено 8 июня 2012 года .
- ^ Джепсен, К. (26 марта 2013 г.). «ОПЕРА поймала третье тау-нейтрино» . Журнал «Симметрия» . Проверено 27 марта 2013 г.
- ^ О'Луэней, К. (6 октября 2015 г.). «ОПЕРА обнаружила пятое тау-нейтрино» . Проверено 8 февраля 2017 г.
- ^ Адам, Т.; и др. (сотрудничество OPERA) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором ОПЕРА в пучке CNGS». arXiv : 1109.4897v1 [ hep-ex ].
- ^ 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.
- ^ «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 .
- ^ Адам, Т.; и др. (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 . дои : 10.1007/JHEP10(2012)093 . S2CID 17652398 .
- ^ Адам, Т.; и др. (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 . дои : 10.1007/JHEP01(2013)153 . S2CID 119258343 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с экспериментом OPERA, на Викискладе? - ЦЕРН: первое появление тау-нейтрино
- Появление тау-нейтрино
- Публикации ОПЕРЫ
42 ° 28' с.ш., 13 ° 34' в.д. / 42,46 ° с.ш., 13,57 ° в.д.