Эксперимент с нейтрино в реакторе Дайя-Бэй

Координаты : 22.5953 ° N 114.5431 ° E22 ° 35′43 ″ с.ш. 114 ° 32′35 ″ в.д. / / 22,5953; 114,5431

Один из детекторов Daya Bay.

Эксперимент Дайи Bay Reactor Neutrino является Китай -многонациональные физики частиц проекта по изучению нейтрино . В многонациональное сотрудничество участвуют исследователи из Китая, Чили, США, Тайваня (Китайская Республика), России и Чехии. Американская сторона проекта финансируется Управлением физики высоких энергий Министерства энергетики США.

Он расположен в заливе Дая , примерно в 52 км к северо-востоку от Гонконга и в 45 км к востоку от Шэньчжэня . Есть дочерний проект в подземной лаборатории Абердинского туннеля в Гонконге. Лаборатория Абердина измеряет нейтроны, производимые космическими мюонами, которые могут повлиять на нейтринный эксперимент в реакторе Дайя-Бэй.

Эксперимент состоит из восьми детекторов антинейтрино , сгруппированных в трех местах в пределах 1,9 км (1,2 мили) от шести ядерных реакторов. Каждый детектор состоит из 20 тонн жидкого сцинтиллятора ( линейный алкилбензол, легированный гадолинием ), окруженного фотоумножителями и экраном. ^[1]

Гораздо больше последующее находится в стадии разработки в виде Jiangmen подземной нейтринной обсерватории (JUNO) в Кайпине , ^[2] , который будет использовать акриловый шар , наполненный 20000 тонн жидкого сцинтиллятора для обнаружения антинейтрино реактора. Закладка первого камня началась 10 января 2015 года, ввод в эксплуатацию ожидается в 2020 году ^[3].

Колебания нейтрино [ править ]

Эксперимент исследований осцилляции нейтрино и предназначен для измерения угла смешивания & thetas ; ₁₃ , используя антинейтрино , произведенные в реакторах Дайя Bay АЭС и Лин Ао АЭС . Ученых также интересует, нарушают ли нейтрино сохранение зарядовой четности .

8 марта 2012 года , сотрудничество Дайя Бэй объявил ^[4]^[5]^[6] 5.2σ открытие & thetas ₁₃ ≠ 0, с

{\ displaystyle \ sin ^ {2} (2 \ \ theta _ {13}) = 0,092 \ pm 0,016 \, \ mathrm {(stat)} \ pm 0,005 \, \ mathrm {(syst)}.}

Этот значительный результат представляет собой новый тип колебаний и является удивительно большим. ^[7] Это согласуется с более ранними, менее значительными результатами T2K , MINOS и Double Chooz . При таком большом θ ₁₃ вероятность того, что NOνA будет чувствительна к иерархии масс нейтрино , составляет около 50%. Эксперименты также могут быть в состоянии исследовать нарушение CP среди нейтрино.

Коллаборация представила обновленный анализ своих результатов в 2014 г. ^{[8], в} котором использовался энергетический спектр для улучшения границ угла смешивания:

{\ displaystyle \ sin ^ {2} (2 \ \ theta _ {13}) = 0,090 _ {- 0,009} ^ {+ 0,008}}

Было также опубликовано независимое измерение с использованием событий от нейтронов, захваченных водородом: ^[9]

{\ displaystyle \ sin ^ {2} (2 \ \ theta _ {13}) = 0,083 \ pm 0,018}

.

Daya Bay использовала свои данные для поиска сигналов легкого стерильного нейтрино, в результате чего были исключены некоторые ранее не исследованные области масс. ^[10]

На конференции по физике в Морионд 2015 была представлена новая модель, наиболее подходящая для угла смешивания и разности масс: ^[11]

{\ displaystyle \ sin ^ {2} (2 \ \ theta _ {13}) = 0,084 \ pm 0,005, \ qquad | \ Delta m_ {ee} ^ {2} | = 2,44 _ {- 0.11} ^ {+ 0,10 } \ times 10 ^ {- 3} {\ rm {эВ}} ^ {2}}

Спектр антинейтрино [ править ]

Компания Daya Bay Collaboration измерила энергетический спектр антинейтрино и обнаружила, что антинейтрино с энергией около 5 МэВ превышают теоретические ожидания. Это неожиданное несоответствие между наблюдениями и предсказаниями наводило на мысль, что Стандартная модель физики элементарных частиц нуждается в улучшении. ^[12]

См. Также [ править ]

Нейтрино
Стерильное нейтрино
Слабое взаимодействие

Внешние ссылки [ править ]

"Домашняя страница Дайя Бэй" .
«Ловля нейтрино в Китае» . Журнал Симметрия . Архивировано из оригинала на 2007-09-27 . Проверено 15 ноября 2006 .
«Нейтринный эксперимент реактора Daya Bay θ 13 и нейтронный эксперимент, вызванный космическими лучами Абердина» . Кафедра физики. Китайский университет Гонконга. Архивировано из оригинала на 2007-05-10 . Проверено 27 апреля 2007 .

Соавторы [ править ]

Пекинский педагогический университет
Брукхейвенская национальная лаборатория
Католический университет Чили
Калифорнийский технологический институт
Карлов университет
Чэндуский технологический университет
China Guangdong Nuclear Power Group
Китайский институт атомной энергии
Китайская Академия Наук
Китайский университет Гонконга
Колледж Уильяма и Мэри
Дунгуанский технологический институт
Иллинойсский технологический институт
Институт физики высоких энергий
Государственный университет Айовы
Объединенный институт ядерных исследований
Курчатовский институт
Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и Калифорнийский университет в Беркли
Нанкинский университет
Нанкайский университет
Национальный университет Цзяо-Дун
Национальный Тайваньский университет
Национальный объединенный университет
Университет Принстона
Политехнический институт Ренсселера
Шаньдунский университет
Шанхайский университет Цзяо Тонг
Шэньчжэньский университет
Сиенский колледж
Университет Сунь Ятсена (Чжуншань)
Темпл университет
Университет Цинхуа
Калифорнийский университет в Ирвине
Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Университет Гонконга
Хьюстонский университет
Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн
Университет науки и технологий Китая
Университет Висконсина
Йельский университет
Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет

Ссылки [ править ]

^ Дайя Бэй сотрудничество (22 мая 2012). «Параллельное сравнение детекторов антинейтрино Daya Bay» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях А . 685 (1): 78–97. arXiv : 1202,6181 . Bibcode : 2012NIMPA.685 ... 78А . DOI : 10.1016 / j.nima.2012.05.030 . S2CID 7471018 .
^ Li, Xiaonan (август 2013). Daya Bay II: Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) (PDF) . Окна во Вселенную .
^ "Новаторский в JUNO" . Взаимодействия NewsWire . 10 января 2015 . Проверено 12 января 2015 .
^ Сотрудничество Дайя Бэй (2012). «Наблюдение за исчезновением электронов-антинейтрино в Дайя Бэй» . Письма с физическим обзором . 108 (17): 171803. arXiv : 1203.1669 . Bibcode : 2012PhRvL.108q1803A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.108.171803 . PMID 22680853 . S2CID 16580300 .
↑ Адриан Чо (8 марта 2012 г.). «Физики в Китае достигли ключевого результата измерения нейтрино» . ScienceNow.
Перейти ↑ Eugenie Samuel Reich (8 марта 2012 г.). «Колебания нейтрино измерены с рекордной точностью» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2012.10202 .
^ «Объявление первых результатов из Дайя-Бэй: открытие нового вида нейтринной трансформации» (пресс-релиз). Калифорнийский университет в Беркли . 8 марта 2012 г.
↑ Daya Bay Collaboration (10 февраля 2014 г.). «Спектральное измерение амплитуды и частоты колебаний электронных антинейтрино в Дайя-Бей» . Письма с физическим обзором . 112 (6): 061801. arXiv : 1310.6732 . Bibcode : 2014PhRvL.112f1801A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.061801 . PMID 24580686 . S2CID 7332532 .
↑ Daya Bay Collaboration (3 октября 2014 г.). «Независимое измерение угла смешивания нейтрино θ 13 посредством захвата нейтронов водородом в Дайя-Бэй» . Phys. Rev. D . 90 (7): 071101. arXiv : 1406.6468 . Bibcode : 2014PhRvD..90g1101A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.90.071101 . S2CID 14698730 .
↑ Daya Bay Collaboration (1 октября 2014 г.). «Поиск легкого стерильного нейтрино в заливе Дайя» . Phys. Rev. Lett . 113 (14): 141802. arXiv : 1407.7259 . Bibcode : 2014PhRvL.113n1802A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.113.141802 . PMID 25325631 . S2CID 10500157 .
^ Бэй-Чжэнь Ху; и другие. (14 мая 2015 г.). «Последние результаты эксперимента с нейтрино в реакторе Дайя-Бей». arXiv : 1505.03641 [ hep-ex ].
^ An, FP; и другие. (Сотрудничество Дайя Бэй) (12 февраля 2016 г.). «Измерение потока и спектра реакторных антинейтрино в Дайя Бэй». Письма с физическим обзором . 116 (6): 061801. arXiv : 1607.05378 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1801A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.116.061801 . PMID 26918980 . S2CID 8567768 .

[1] Дайя Бэй сотрудничество (22 мая 2012). «Параллельное сравнение детекторов антинейтрино Daya Bay» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях А . 685 (1): 78–97. arXiv : 1202,6181 . Bibcode : 2012NIMPA.685 ... 78А . DOI : 10.1016 / j.nima.2012.05.030 . S2CID 7471018 .

[2] Li, Xiaonan (август 2013). Daya Bay II: Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) (PDF) . Окна во Вселенную .

[3] "Новаторский в JUNO" . Взаимодействия NewsWire . 10 января 2015 . Проверено 12 января 2015 .

[4] Сотрудничество Дайя Бэй (2012). «Наблюдение за исчезновением электронов-антинейтрино в Дайя Бэй» . Письма с физическим обзором . 108 (17): 171803. arXiv : 1203.1669 . Bibcode : 2012PhRvL.108q1803A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.108.171803 . PMID 22680853 . S2CID 16580300 .

[5] Адриан Чо (8 марта 2012 г.). «Физики в Китае достигли ключевого результата измерения нейтрино» . ScienceNow.

[6] Перейти ↑ Eugenie Samuel Reich (8 марта 2012 г.). «Колебания нейтрино измерены с рекордной точностью» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2012.10202 .

[7] «Объявление первых результатов из Дайя-Бэй: открытие нового вида нейтринной трансформации» (пресс-релиз). Калифорнийский университет в Беркли . 8 марта 2012 г.

[8] Daya Bay Collaboration (10 февраля 2014 г.). «Спектральное измерение амплитуды и частоты колебаний электронных антинейтрино в Дайя-Бей» . Письма с физическим обзором . 112 (6): 061801. arXiv : 1310.6732 . Bibcode : 2014PhRvL.112f1801A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.112.061801 . PMID 24580686 . S2CID 7332532 .

[9] Daya Bay Collaboration (3 октября 2014 г.). «Независимое измерение угла смешивания нейтрино θ 13 посредством захвата нейтронов водородом в Дайя-Бэй» . Phys. Rev. D . 90 (7): 071101. arXiv : 1406.6468 . Bibcode : 2014PhRvD..90g1101A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.90.071101 . S2CID 14698730 .

[10] Daya Bay Collaboration (1 октября 2014 г.). «Поиск легкого стерильного нейтрино в заливе Дайя» . Phys. Rev. Lett . 113 (14): 141802. arXiv : 1407.7259 . Bibcode : 2014PhRvL.113n1802A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.113.141802 . PMID 25325631 . S2CID 10500157 .

[11] Бэй-Чжэнь Ху; и другие. (14 мая 2015 г.). «Последние результаты эксперимента с нейтрино в реакторе Дайя-Бей». arXiv : 1505.03641 [ hep-ex ].

[12] An, FP; и другие. (Сотрудничество Дайя Бэй) (12 февраля 2016 г.). «Измерение потока и спектра реакторных антинейтрино в Дайя Бэй». Письма с физическим обзором . 116 (6): 061801. arXiv : 1607.05378 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1801A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.116.061801 . PMID 26918980 . S2CID 8567768 .

[1]