Колебание Проект с Эмульсия-отслеживающий аппарата ( ОПЕРА ) был инструмент , используемый в научном эксперименте для обнаружения тау нейтрино из мюонных нейтрино колебаний . Эксперимент является результатом сотрудничества ЦЕРНа в Женеве , Швейцария , и Лаборатории Национали дель Гран Сассо (LNGS) в Гран-Сассо , Италия, и использует нейтринный пучок ЦЕРН от нейтрино к Гран-Сассо (CNGS) .
Процесс начался с того, что протоны из суперпротонного синхротрона (SPS) в ЦЕРНе импульсами стреляли в углеродную мишень для образования пионов и каонов . Эти частицы распадаются с образованием мюонов и нейтрино . [1]
Луч из ЦЕРН был остановлен 3 декабря 2012 года [2], завершив сбор данных, но анализ собранных данных был продолжен.
Детектор
OPERA в зале C подземных лабораторий Гран Сассо была построена в 2003–2008 годах. Taus в результате взаимодействия тау - нейтрино наблюдаются в «кирпичиков» фотографических пленок ( ядерная эмульсии ) , чередующихся со свинцовыми листами. Каждый кирпич весит 8,3 кг; два супермодуля OPERA содержат 150 000 кирпичей, расположенных в параллельные стены, перемежающиеся пластиковыми сцинтилляционными счетчиками. За каждым супермодулем следует магнитный спектрометр для определения импульса и заряда проникающих частиц. Во время сбора данных взаимодействие нейтрино и соответствующий ему блок маркируются в реальном времени сцинтилляторами и спектрометрами. Эти блоки извлекаются из стен асинхронно по отношению к лучу для проявления пленки, сканирования и топологического и кинематического поиска распадов тау. [3]
Тау нейтрино
Всего было зарегистрировано пять тау-нейтрино. 31 мая 2010 года исследователи OPERA наблюдали первое событие кандидата в тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. [4] 6 июня 2012 года OPERA объявила о наблюдении второго тау-нейтринного события. [5] 26 марта 2013 года в ходе эксперимента в третий раз было зафиксировано мюонное нейтрино, осциллирующее в тау-нейтрино во время путешествия из ЦЕРНа в СПГС . [6] Четвертый был обнаружен в 2014 году, а пятый - в 2015 году. [7]
Времяпролетные измерения
В сентябре 2011 года исследователи OPERA наблюдали мюонные нейтрино, которые, по- видимому, движутся быстрее скорости света . [8] В феврале и марте 2012 года исследователи OPERA обвинили в этом результате ослабленный оптоволоконный кабель, соединяющий GPS-приемник с электронной картой в компьютере. 16 марта 2012 года в отчете было объявлено, что независимый эксперимент в той же лаборатории, также использующий пучок нейтрино CNGS, но на этот раз детектор ICARUS , не обнаружил заметной разницы между скоростью нейтрино и скоростью света. [9] В мае 2012 года в экспериментах Гран-Сассо BOREXINO, ICARUS, LVD и OPERA измерялась скорость нейтрино с помощью пучка с короткими импульсами, и было получено согласие со скоростью света, показывающее, что исходный 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 согласуется со скоростью света. [11] Это было подтверждено новым улучшенным набором измерений в мае 2013 года. [12]
Рекомендации
- ↑ Аль-Халили, Дж. (18 ноября 2011 г.). "Быстрее скорости света?" . Блог Джима . Архивировано из оригинала на 1 февраля 2014 года . Проверено 31 августа 2013 года .
- ^ «[OPERA]: Новости и обновления» .
3 декабря 2012 г. После 5 лет эксплуатации балка АГНКС остановлена. Всего было17.97 × 10 19 протонов на мишени, предоставленные CNGS.
- ^ "Оперный детектор" . ОПЕРА . Проверено 25 сентября 2011 года .
- ^ Агафонова, Н .; и другие. (Сотрудничество OPERA) (2010). «Наблюдение первого события-кандидата ν τ в эксперименте OPERA на пучке CNGS». Физика Письма Б . 691 (3): 138–145. arXiv : 1006,1623 . Bibcode : 2010PhLB..691..138A . DOI : 10.1016 / j.physletb.2010.06.022 .
- ^ «ОПЕРА наблюдает за вторым тау-нейтрино» (пресс-релиз). Istituto Nazionale di Fisica Nucleare . 6 июня 2012 . Проверено 8 июня 2012 года .
- ^ Джепсен, К. (26 марта 2013 г.). «ОПЕРА ловит третье тау-нейтрино» . Журнал Симметрия . Проверено 27 марта 2013 года .
- ^ О'Луаней, К. (6 октября 2015 г.). «OPERA обнаруживает свое пятое тау-нейтрино» . Проверено 8 февраля 2017 года .
- ^ Adam, T .; и другие. (Коллаборация OPERA) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv : 1109.4897v1 [ hep-ex ].
- ^ Брамфил, Г. (16 марта 2012 г.). «Нейтрино не быстрее света» . Новости природы . DOI : 10.1038 / nature.2012.10249 . Проверено 12 марта 2013 года .
- ^ «Нейтрино, отправленные из ЦЕРНа на 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 .
- ^ Adam, T .; и другие. (Коллаборация OPERA) (2012). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». Журнал физики высоких энергий . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Bibcode : 2012JHEP ... 10..093A . DOI : 10.1007 / JHEP10 (2012) 093 .
- ^ Adam, T .; и другие. (Коллаборация OPERA) (2013). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке CNGS с использованием специальных данных 2012 года». Журнал физики высоких энергий . 1 : 153. arXiv : 1212.1276 . Bibcode : 2013JHEP ... 01..153A . DOI : 10.1007 / JHEP01 (2013) 153 .
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с экспериментом OPERA на Викискладе?
- ЦЕРН: первое появление тау нейтрино
- Появление тау-нейтрино
- Публикации OPERA
Координаты :42 ° 28'N 13 ° 34'E / 42,46 ° с. Ш. 13,57 ° в. / 42,46; 13,57