СНО+

46 ° 28'30 "N 81 ° 12'04" W / 46,475 ° N 81,201 ° W / 46,475; -81,201

SNO+ — это физический эксперимент, предназначенный для поиска безнейтринного двойного бета-распада с вторичными измерениями протон-электрон-протон ( pep ) солнечных нейтрино , геонейтрино от радиоактивных распадов на Земле и реакторных нейтрино. Он также мог бы наблюдать нейтрино сверхновых , если бы в нашей галактике возникла сверхновая. Он строится (по состоянию на февраль 2017 года) с использованием подземного оборудования, уже установленного для эксперимента бывшей нейтринной обсерватории Садбери (SNO) в SNOLAB .

Цели по физике

Основной целью детектора SNO+ является поиск безнейтринного двойного бета-распада , в частности распада ¹³⁰
Te
, ^{[ 1 ]} чтобы понять, является ли нейтрино собственной античастицей (т.е. майорановским фермионом ). Вторичные цели физики включают измерение нейтрино или антинейтрино из:

Циклы протон-электрон-протон (pep) и углерод-азот-кислород (CNO) внутри Солнца, чтобы лучше понять взаимодействие нейтрино с веществом и состав Солнца.
Бета-распад урана и тория внутри Земли ( геонейтрино ) для ограничения радиоактивного теплового баланса Земли.
Бета-распад дочерних продуктов деления в ядерных реакторах (реакторных антинейтрино) для лучшего ограничения параметров нейтринных колебаний .
Нейтрино и антинейтрино сверхновых для раннего обнаружения сверхновых (см. Система раннего предупреждения о сверхновых ).
Нуклон распадается на нейтрино, что указывает на нарушение закона сохранения барионов .

Тестирование и строительство

В предыдущем эксперименте SNO _{использовалась тяжелая вода (D 2} внутри сферы O) и взаимодействие черенковского излучения . В эксперименте SNO+ сфера, наполненная линейным алкилбензолом, будет использоваться в качестве жидкого сцинтиллятора и материала мишени. ^{[ 2 ]} Сфера окружена трубками фотоумножителей , сборка плавает в воде, а сфера удерживается веревками против возникающих плавучих сил. Ожидается, что испытания (заполненные водой) начнутся в начале 2016 года, полная эксплуатация с жидкостью произойдет через несколько месяцев после этого, а загрузка теллура начнется в 2017 году. ^{[ 1 ]}

Взаимодействие нейтрино с этой жидкостью производит в несколько раз больше света , чем взаимодействие в эксперименте Черенкова с водой , таком как оригинальный эксперимент SNO или Супер-Камиоканде . Поэтому энергетический порог регистрации нейтрино может быть ниже и протон-электрон-протонные солнечные нейтрино (с энергией 1,44 МэВ можно наблюдать ). Кроме того, эксперимент с жидким сцинтиллятором может обнаружить антинейтрино, подобные тем, которые создаются в ядерных реакторах деления, а также при распаде тория и урана на Земле.

В качестве сцинтиллятора СНО+ использует 780 тонн линейного алкилбензола (детектор начал заполняться сцинтиллятором в конце 2018 года). ^{[ 3 ]}) и будет заполнен ¹³⁰
Te
^{[ 1 ]} в будущем. Изначально планировалось заполнить 0,3%. ¹³⁰
Te
(800 кг), ^{[ 1 ]} но в более поздних переговорах говорилось о 0,5% (1,3 тонны). ^{[ 4 ]}

В более ранних предложениях больше внимания уделялось наблюдениям нейтрино. В настоящее время упор делается на безнейтринный двойной бета-распад, поскольку внутренняя часть акрилового сосуда значительно загрязнена радиоактивными дочерними продуктами радона , который часто встречается в шахтном воздухе. Они могут попасть в сцинтиллятор, где некоторые из них будут удалены системой фильтрации, но остальные могут помешать измерениям нейтрино низкой энергии. ^{[ 5 ]} На наблюдения безнейтринного двойного бета-распада это не влияет. ^{[ 5 ]}

Проект получил финансирование на первоначальное строительство от NSERC в апреле 2007 года. По состоянию на начало 2013 года полость была отремонтирована и повторно герметизирована в соответствии с новыми стандартами чистоты, более строгими, чем для исходного SNO, из-за большей чувствительности нового эксперимента.

Основная задача гражданского строительства заключается в том, что нынешнее судно SNO поддерживается рядом веревок, чтобы вес тяжелой воды внутри не погрузил его в окружающую нормальную воду. Предлагаемый жидкий сцинтиллятор (линейный алкилбензол) легче воды, и вместо этого его необходимо удерживать, но при этом не закрывать обзор его внутренней части. Существующие точки крепления опорного троса, залитые в экваторе акриловой сферы, не подходят для использования в перевернутом положении.

Вычисление

Сотрудничество исследует использование сетевых ресурсов для обеспечения вычислительной мощности, необходимой для эксперимента. Это произошло после успеха вычислительной сетки LHC (wLCG), используемой в экспериментах LHC . SNO+ VO использует ресурсы, предоставленные GridPP . ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Андринга, С.; и др. (Коллаборация СНО+) (2015). «Текущее состояние и будущие перспективы эксперимента SNO+» . Достижения физики высоких энергий . 2016 : 1–21. arXiv : 1508.05759 . дои : 10.1155/2016/6194250 . S2CID 10721441 .
^ Лассер, Т.; Фехнер, М.; Упоминание, Г.; Ребулло, Р.; Крибье, М.; Летурно, А.; Люлье, Д. (2010). «SNIF: футуристический нейтринный зонд для необъявленных ядерных реакторов». arXiv : 1011.3850 [ nucl-ex ].
^ «НОВОЕ НАЧИНАНИЕ ДЛЯ ДЕТЕКТОРА SNO+» . Проверено 14 декабря 2018 г.
^ Патон, Жозефина (19–21 декабря 2018 г.). Безнейтринный двойной бета-распад в эксперименте SNO+ . Перспективы нейтринной физики (NuPhys2018) . Кавендиш-центр, Лондон . Проверено 28 октября 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Каспар, Ярек; Биллер, Стив (10 сентября 2013 г.). SNO+ с теллуром . 13-я Международная конференция по проблемам астрочастиц и подземной физики . Асиломар, Калифорния. п. 21 . Проверено 18 августа 2015 г.
^ «Грид-вычисления» . СНО+ . Проверено 5 августа 2014 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Андринга, С.; и др. (Коллаборация СНО+) (2015). «Текущее состояние и будущие перспективы эксперимента SNO+» . Достижения физики высоких энергий . 2016 : 1–21. arXiv : 1508.05759 . дои : 10.1155/2016/6194250 . S2CID 10721441 .

[SNIF-2] Лассер, Т.; Фехнер, М.; Упоминание, Г.; Ребулло, Р.; Крибье, М.; Летурно, А.; Люлье, Д. (2010). «SNIF: футуристический нейтринный зонд для необъявленных ядерных реакторов». arXiv : 1011.3850 [ nucl-ex ].

[3] «НОВОЕ НАЧИНАНИЕ ДЛЯ ДЕТЕКТОРА SNO+» . Проверено 14 декабря 2018 г.

[NuPhys2018-4] Патон, Жозефина (19–21 декабря 2018 г.). Безнейтринный двойной бета-распад в эксперименте SNO+ . Перспективы нейтринной физики (NuPhys2018) . Кавендиш-центр, Лондон . Проверено 28 октября 2019 г.

[TAUP2013-5] Jump up to: ^а ^б Каспар, Ярек; Биллер, Стив (10 сентября 2013 г.). SNO+ с теллуром . 13-я Международная конференция по проблемам астрочастиц и подземной физики . Асиломар, Калифорния. п. 21 . Проверено 18 августа 2015 г.

[6] «Грид-вычисления» . СНО+ . Проверено 5 августа 2014 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]