Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с нейтринной средиземноморской обсерваторией , которая также сокращенно называется NEMO.
Для использования в других целях, см Немо (значения) .

Координаты : 45.1785471 ° N 6.6890208 ° E45 ° 10′43 ″ с.ш., 6 ° 41′20 ″ в.д. /  / 45.1785471; 6.6890208

Neutrino Этторе майорановские обсерватории ( NEMO эксперимент ) является международным сотрудничеством ученых , которые ищут безнейтринный двойные бета - распад (0νββ). Коллаборация действует с 1989 года. Наблюдение за 0νββ указывает на то, что нейтрино являются майорановскими частицами и могут использоваться для измерения массы нейтрино. Он расположен в подземной лаборатории Modane (LSM) в туннеле Fréjus Road . В эксперименте (по состоянию на 2018 год) было 3 детектора, NEMO-1, NEMO-2, NEMO-3 (и демонстрационный модуль SuperNEMO-детектора), и планируется (по состоянию на 2018 год) построить новый детектор SuperNEMO. [1]Прототипы детекторов NEMO-1 и NEMO-2 использовались до 1997 года. Последний эксперимент NEMO-3 находился в стадии проектирования и строительства с 1994 года, данные использовались с января 2003 года по январь 2011 года, а окончательный анализ данных был опубликован в 2018 году [2]. Детекторы НЕМО-2 и НЕМО-3 производили измерения для двойных распадов нейтрино и пределы безнейтринного двойного бета-распада для ряда элементов, таких как молибден-100 и селен-82. Эти времена двойного бета-распада являются важным вкладом в понимание ядра и необходимыми исходными данными для исследований безнейтринного распада, которые ограничивают массу нейтрино.

Коллаборация NEMO остается активной [3] и создает улучшенный детектор SuperNEMO. Планирование SuperNEMO и ввод в эксплуатацию демонстрационного модуля SuperNEMO продолжается по состоянию на 2019 год. [2]

Эксперимент [ править ]

В других экспериментах 0νββ используется тот же материал для источника двойных бета-распадов и детектора. Это позволяет использовать большую массу исходного материала и тем самым максимизировать чувствительность эксперимента, но ограничивает его гибкость. NEMO использует другой подход, используя тонкую фольгу исходного материала, окруженную отдельным отслеживающим калориметром .

Это позволяет использовать любой исходный материал, который может быть сформирован в виде тонкой фольги. Кроме того, поскольку его отслеживание более точное, оно может надежно обнаруживать, приходят ли два электрона из одного и того же места, тем самым уменьшая количество ложных обнаружений двойных бета-распадов.

Эксперимент имеет цилиндрическую форму с 20 секторами, содержащими различные изотопы в виде тонких фольг с общей поверхностью около 20 м 2 . Основными изотопами, используемыми для поиска безнейтринного двойного бета-распада, являются около 7 кг обогащенного молибдена-100 и около 1 кг селена-82 . Эксперимент также содержит меньшие количества фольги кадмия-116 , неодима-150 , циркония-96 и кальция-48 . Для измерения фона используются теллур и медная фольга.

Детектор слежения на каждой стороне фольги обнаруживает электроны и позитроны от двойного бета-распада. Их идентифицируют по их кривизне в магнитном поле, а энергия частиц измеряется калориметром. В 0νββ сумма энергий электронов и позитронов будет ( значение Q ), высвобождаемым при двойном бета-распаде. Для стандартного двойного бета-распада нейтрино, которые нельзя наблюдать напрямую, уменьшают регистрируемую энергию.

Результаты [ править ]

Безнейтринный двойной бета-распад (0νββ) не наблюдался за 5 лет сбора данных, и для некоторых изотопов были установлены ограничения.

NEMO-2 сообщил о предельных значениях 0νββ для моделей Majoron для 100 Mo, 116 Cd, 82 Se и 96 Zr. [4]

NEMO-3 сообщил о точности 2νββ периодов полураспада для своих 7 изотопов и предельных значениях 0νββ для 96 Zr, 48 Ca, 150 Nd в Neutrino08. [5]

NEMO-3 сообщил о 2νββ и более 0νββ ограничениях на SUSY08. [6]

В 2014 году НЕМО-3 сообщил о 47 кг за год поиск 0νββ молибдена-100 дал T 1/2 >1,1 × 10 24  года . Это можно перевести в верхний предел эффективной массы нейтрино: m v <0,3–0,9 эВ в зависимости от ядерной модели. [7]

NEMO 2νββ Измерения периода полураспада

НуклидПериод полураспада, лет
48 Ca4.4+0,5
−0,4± 0,4 × 10 19
82 Se9,6 ± 0,3 ± 1,0 × 10 19
96 Zr2,35 ± 0,14 ± 0,16 × 10 19
116 кд2,8 ± 0,1 ± 0,3 × 10 19
130 Те7,0 ± 0,9 (стат) ± 1,1 (сист) × 10 20 [8]
150 Nd9,11+0,25
-0,22± 0,63 × 10 18
100 мес.7,11 ± 0,02 (стат) ± 0,54 (сист) × 10 18

NEMO Highest 0νββ Нижние пределы затухания

ИзотопT 1/2 (год)Предел массы нейтрино (эВ)
82 Se2,1 × 10 23
100 мес.1,1 × 10 240,9
116 кд1,6 × 10 22
96 Zr8,6 × 10 2120,1
150 Nd1,8 × 10 226.3
48 Ca1,3 × 10 2229,7

96 Zr распад особенно актуален из - за его высокой Q и использование в поисках временной зависимости физических констант. Геохимические измерения ZrSiO 4 позволяют сравнить его исторические и современные уровни [9] путем извлечения результирующих 96 Mo.

Окончательные результаты NEMO-3 были опубликованы в 2018 году. [2]


SuperNEMO [ править ]

Эксперимент следующего поколения, SuperNEMO, находится в стадии разработки. Он основан на технологии, использованной в эксперименте NEMO-3, но будет более чем в десять раз больше. [10] Детектор SuperNEMO будет состоять из 20 модулей, каждый из которых будет содержать примерно 5 кг обогащенного изотопа двойного бета-распада, излучающего в виде тонкой фольги. В настоящее время идет установка первого модуля (использующего селен-82) в LSM, сбор данных ожидается во второй половине 2015 года. [11] С 2019 года ввод в эксплуатацию демонстрационного модуля SuperNEMO (в основном одного из 20 модуль всего SuperNEMO), и сотрудничество продолжает планировать создание всего 20-модульного детектора SuperNEMO. [2]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "SuperNEMO" .
  2. ^ а б в г http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/dbd18/Data/Prog/S0303_Patrick.pdf
  3. ^ "Международная конференция по сотрудничеству NEMO3 / SuperNEMO" . Кан. 13-16 октября 2014 . Проверено 23 апреля 2015 .
  4. ^ NEMO сотрудничество (9 октября 2000). «Ограничения на различные моды распада майорона 100 Mo, 116 Cd, 82 Se и 96 Zr для безнейтринных двойных бета-распадов в эксперименте NEMO-2» . Ядерная физика . 678 (3): 341–352. Bibcode : 2000NuPhA.678..341A . DOI : 10.1016 / S0375-9474 (00) 00326-2 .
  5. ^ Flack, RL; для коллаборации NEMO 3 (2008). «Результаты NEMO 3». Журнал физики: Серия конференций . 136 (2): 022032. arXiv : 0810.5497 . Bibcode : 2008JPhCS.136b2032F . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 136/2/022032 .
  6. ^ NEMO 3 Collaboration (2009). «Поиск двойного безнейтринного бета-распада с помощью эксперимента NEMO 3». AIP Conf. Proc . 1078 (1078): 332–334. arXiv : 0810.0637 . Bibcode : 2008AIPC.1078..332N . DOI : 10.1063 / 1.3051951 .
  7. ^ NEMO-3 Collaboration (2014). «Поиск безнейтринного двойного бета-распада 100 Mo с помощью детектора NEMO-3». Phys. Rev. D . 89 (11): 111101. arXiv : 1311.5695 . Bibcode : 2014PhRvD..89k1101A . DOI : 10.1103 / PhysRevD.89.111101 .
  8. ^ Арнольд, Р .; Augier, C .; Baker, J .; Барабаш, АС; Башарина-Фрешвилл, А .; Blondel, S .; Bongrand, M .; Broudin-Bay, G .; Бруданин, В .; Кэффри, AJ; Чапон, А .; Chauveau, E .; Durand, D .; Егоров, В .; Flack, R .; Гарридо, X .; Grozier, J .; Guillon, B .; Hubert, Ph .; Hugon, C .; Джексон, CM; Jullian, S .; Кауэр, М .; Клименко, А .; Кочетов, О .; Коновалов С.И.; Коваленко, В .; Lalanne, D .; Lamhamdi, T .; Lang, K .; Липтак, З .; Lutter, G .; Мамедов Ф .; Marquet, Ch .; Martin-Albo, J .; Mauger, F .; Mott, J .; Nachab, A .; Немченок, И .; Нгуен, Швейцария; Nova, F .; Novella, P .; Ohsumi, H .; Палка, РБ; Perrot, F .; Piquemal, F .; Рейсс, JL; Richards, B .; Ricol, JS; Саакян, Р .; Саразин, X .; Simard, L .; Шимкович, Ф .; Шитов Ю.А. Смольников, А .; Söldner-Rembold, S .; Štekl, I .; Suhonen, J .; Саттон, CS; Szklarz, G .;Thomas, J .; Тимкин, В .; Torre, S .; Третьяк, В.И. Уматов, В .; Vála, L .; Ванюшин, И .; Васильев, В .; Воробель, В .; Вылов, Ц .; Жукаускас, А .; и другие. (Сотрудничество NEMO-3) (4 августа 2011 г.). "Измерение Ве Decay Half-Life из 130 Te с NEMO-3 Detector". Письма с физическим обзором . 107 (6): 062504. arXiv : 1104.3716 . Bibcode : 2011PhRvL.107f2504A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.107.062504 . PMID  21902318 .
  9. ^ Визер, Майкл; Де Лаэтер, Джон (2001). «Доказательства двойного β-распада циркония-96, измеренные в цирконах возрастом 1,8 × 10 9 лет». Physical Review C . 64 (2): 024308. Bibcode : 2001PhRvC..64b4308W . DOI : 10.1103 / PhysRevC.64.024308 .
  10. ^ Р. Арнольд; и другие. (2010). «Исследование новых физических моделей безнейтринного двойного бета-распада с помощью SuperNEMO» (PDF) . Европейский физический журнал C . 70 (4): 927–943. arXiv : 1005.1241 . Bibcode : 2010EPJC ... 70..927A . DOI : 10.1140 / epjc / s10052-010-1481-5 .
  11. ^ Гомес Maluenda, Эктор (3 июля 2014). Последние результаты эксперимента NEMO-3 и текущий статус SuperNEMO . ICHEP2014: 37-я Международная конференция по физике высоких энергий. Валенсия . Проверено 23 апреля 2015 . SuperNEMO в настоящее время строится после фазы НИОКР (начатой ​​в 2007 г.), в ходе которой был сделан вывод, что все требования достижимы. Первый этап - это строительство первого модуля, которое было начато в 2012 году и завершится в 2015 году, когда, как ожидается, начнется сбор данных.

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт NEMO Experiment