Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из массива детекторов GERmanium )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Германий Матричного детектор (или GERDA эксперимент) ищет безнейтринный двойные бета - распад (0νββ) в Ge-76 в подземных Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS). Ожидается, что безнейтринный бета-распад будет очень редким процессом, если он произойдет. Коллаборация прогнозирует менее одного события в год на килограмм материала, проявляющегося в виде узкого всплеска около значения Q 0νββ (Q ββ = 2039 кэВ) в наблюдаемом энергетическом спектре. Это означает, что для обнаружения редких распадов требуется экранирование фона . На объекте СПГС 1400 метров вскрыши., что эквивалентно 3000 метров водной защиты, что снижает фон космической радиации .

После завершения эксперимента GERDA, сотрудничество GERDA объединится с MAJORANA - сотрудничество для создания нового эксперимента LEGEND .

Дизайн [ править ]

В эксперименте используются кристаллические диоды из обогащенного Ge высокой чистоты ( HPGe ) в качестве источника бета-распада и детектора частиц . Детекторы из экспериментов HdM и Igex были переработаны и использованы на этапе 1. Детекторная матрица подвешена в криостате с жидким аргоном, облицованном медью и окруженным резервуаром для сверхчистой воды. ФЭУ в резервуаре для воды и пластиковые сцинтилляторы выше обнаруживают и исключают фоновые мюоны . Дискриминация формы импульса (PSD) применяется как разрез, чтобы различать типы частиц.

Фаза 2 увеличит активную массу до 38 кг с использованием 30 новых германиевых детекторов широкой энергии (BEGe). Планируется снижение уровня фона до 10 -3 отсчетов / (кэВ · кг · год) с использованием более чистых материалов. Это увеличит чувствительность к периоду полураспада до 10 26 лет после сбора данных 100 кг · год и позволит оценить возможное расширение в тоннах.

Результаты [ править ]

На этапе I собирались данные с ноября 2011 года по май 2013 года при воздействии 21,6 кг · год, при этом был получен предел полураспада 0νββ 90% CL:

. Этот предел можно объединить с предыдущими результатами, увеличив его до 3 · 10 25 лет, что противоречит заявлению об обнаружении Хайдельберга-Москвы. Сообщалось также об ограничении эффективной массы нейтрино: m ν <400 мэВ.

Также был измерен период полураспада двойного бета-распада: T 2νββ = 1,84 · 10 21 год.

Фаза II будет иметь дополнительные детекторы с обогащенным Ge и пониженным фоном, что повысит чувствительность примерно на один порядок.

Фаза II (7 струн, 35,8 кг обогащенных детекторов) началась в декабре 2015 года. [1] : 10

Предварительные результаты Фазы II опубликованы в Nature. [2] Индекс фона для детекторов BEGe составляет 0,7 · 10 -3 отсчетов / (кэВ · кг · год), что означает менее одного счета в сигнальной области после воздействия 100 кг · год. Текущий предел периода полураспада составляет T 1/2 = 5,3 · 10 25 лет (90% CL).

По состоянию на 2018 год продолжается сбор данных по Фазе II.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Сотрудничество GERDA; М. Агостини; и другие. (8 июля 2016 г.). Первые результаты фазы II GERDA (PDF) . XXVII Международная конференция по физике нейтрино и астрофизике (Neutrino 2016) . Лондон.
  2. ^ Сотрудничество GERDA; М. Агостини; и другие. (2017-04-05), "Безфоновый поиск безнейтринного двойного β-распада 76 Ge с помощью GERDA", Nature (на немецком языке), 544 (7648), стр. 47–52, arXiv : 1703.00570 , Bibcode : 2017Natur 0,544 ... 47A , DOI : 10.1038 / nature21717 , PMID 28382980 

Публикации [ править ]

  • Коллаборация GERDA, Agostini M .; и другие. (19 сентября 2013 г.). "Результаты по безнейтринному двойному β-распаду 76 Ge из фазы I эксперимента GERDA" (PDF) . Письма с физическим обзором . 111 (12): 122503. arXiv : 1307.4720 . Bibcode : 2013PhRvL.111l2503A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.111.122503 . PMID  24093254 .
  • Коллаборация GERDA, Agostini M .; и другие. (12 февраля 2013 г.). «Измерение периода полураспада двойного бета-распада с двумя нейтрино 76 Ge с помощью эксперимента GERDA». Журнал Physics G . 40 (3): 035110. arXiv : 1212.3210 . Bibcode : 2013JPhG ... 40c5110T . DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 40/3/035110 .
  • Сотрудничество GERDA, Ackermann K.-H .; и другие. (Март 2013 г.). «Эксперимент GERDA по поиску распада 0νββ в 76 Ge» . Европейский физический журнал C . 73 (3): 2330. arXiv : 1212.4067 . Bibcode : 2013EPJC ... 73.2330A . DOI : 10.1140 / epjc / s10052-013-2330-0 .
  • Коллаборация GERDA, Agostini M .; и другие. (5 апреля 2017 г.). « Безфоновый поиск безнейтринного двойного β-распада 76 Ge с помощью GERDA». Природа . 544 (7648): 47–52. arXiv : 1703.00570 . Bibcode : 2017Natur.544 ... 47А . DOI : 10,1038 / природа21717 . PMID  28382980 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Сотрудничество с GERDA