Нейтринная обсерватория в Индии - Википедия - India-based Neutrino Observatory

За пределами стандартной модели
CMS Higgs-event.jpg
Смоделированный Большой адронный коллайдер CMS данные детектора частиц, изображающие бозон Хиггса образуются при столкновении протонов, распадающихся на адронные струи и электроны
Стандартная модель
Эксперименты

В Индии Нейтрино Обсерватория (INO) - это физика элементарных частиц исследовательский проект в стадии строительства, чтобы в первую очередь изучить атмосферные нейтрино через 1200 метров (3900 футов)[1] глубокая пещера под пиком ИНО рядом Затем я, Тамил Наду, Индия. Этот проект примечателен тем, что, как ожидается, обеспечит точное измерение параметров смешивания нейтрино. Это совместный проект нескольких институтов и один из крупнейших экспериментальных проектов. физика элементарных частиц проекты, реализованные в Индия.[2][3][4][5]

Первоначально проект планировалось завершить в 2015 году по ориентировочной стоимости ₹1500 крор (₹15 миллиардов или АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$209,7 млн), был очищен Министерство окружающей среды (Индия) для строительства в заповедном лесу Bodi West Hills в Тени район Тамил Наду. Несмотря на задержку, с 2015 года проект находится в стадии реализации.[6][7]

По завершении эксперимент с основным калориметром намагниченного железа (ICAL) будет включать в себя самый большой в мире магнит, в четыре раза больше, чем магнит массой 12500 тонн в Компактный мюонный соленоид детектор в ЦЕРН в Женеве, Швейцария.[8][9]

Детектор железного калориметра (ICAL)

Диаграмма, показывающая 3 нейтрино и взаимодействующие частицы, согласно Стандартная модель элементарных частиц.

Основным экспериментом, предложенным в INO, является детектор Iron-Calorimeter, целью которого является исследование влияния земной материи на распространение атмосферных нейтрино и определение параметров осцилляций нейтрино в секторе 2-3 колебаний. ICAL будет намагниченным детектором на 50000 тонн с железом в качестве пассивного элемента детектора и камерами с резистивными пластинами (RPC) в качестве активных элементов детектора. т.е. нейтрино будут взаимодействовать с железом с образованием частиц конечного состояния. RPC будут обнаруживать те частицы конечного состояния, которые имеют заряд, и записывать сигналы, и эти сигналы, которые имеют информацию о местоположении и времени, помогут нам восстановить треки и / или ливни и, таким образом, энергию и направления частиц конечного состояния, а также падающие нейтрино.

В основе конструкции ICAL лежит детектор Monolith. [1]. Детектор ICAL будет состоять из трех модулей, каждый из которых будет иметь 151 слой железа и 150 слоев RPC, установленных один над другим. Размер всего извещателя будет 48 м X 16 м X 14,5 м. Детектор из-за его огромных размеров потребует около 30000 стеклянных RPC для обнаружения заряженных частиц. ICAL, являющийся детектором нейтрино, будет расположен под землей, чтобы уменьшить мюонный сигнал космических лучей.

Местоположение INO привлекло большое внимание сообщества физиков нейтрино, поскольку расстояние между INO и ЦЕРН очень близко к «магической базовой линии» - расстоянию, на котором влияние CP-фазы на измерение минимально.[10] Но главное физическое преимущество INO ICAL - это его способность измерять иерархия масс нейтрино через изучение атмосферных нейтрино. В настоящее время ICAL является единственным предложенным намагниченным детектором, который может разрешить иерархию масс путем изучения выживания мюонных нейтрино и антинейтрино.

Основные цели ICAL следующие:[11]

  1. Однозначное и точное определение осцилляция нейтрино параметры с использованием атмосферных нейтрино.
  2. Исследование материальные эффекты посредством идентификации электрического заряда, что может привести к определению неизвестного знака одного из массовые различия.
  3. Исследование зарядовое сопряжение и паритет заряда (CP) нарушение в лептонный сектор а также возможное сопряжение заряда, четность, обращение времени (CPT) исследования нарушений.
  4. Исследование Kolar события, возможная идентификация очень высоких энергий нейтрино и мульти-мюон События.

В отличие от эксперимента «Монолит», детектор ICAL будет иметь железные пластины толщиной 5,6 см (2,2 дюйма) в качестве пассивных детекторов со стеклянными RPC между ними в качестве активных детекторов.

Прототип детектора ICAL с 14 слоями размером 1 м × 1 м × 1 м уже работает в VECC, Калькутта. 35-тонный прототип установлен над землей для отслеживания космических мюонов.[12]

В 2008 году INO начал программу повышения квалификации, ведущую к получению степени доктора философии в области физики высоких энергий, чтобы обеспечить квалифицированную подготовку студентов в области создания детекторов и физики нейтрино.[13]

Участвующие институты

Меморандум о взаимопонимании (МоВ), определяющий операционные аспекты проекта и способ использования доступных средств, был подписан семью основными партнерами проекта: Институт фундаментальных исследований Тата (TIFR), Мумбаи, Центр атомных исследований Бхабхи (BARC), Мумбаи, Институт математических наук (IMSc), Ченнаи, Институт ядерной физики им. Саха (SINP), Калькутта, Циклотронный центр переменной энергии (VECC), Калькутта, Исследовательский институт Хариш Чандры (HRI), Аллахабад и Институт физики (IOP), Бхубанешвар.[2]

Тринадцать других участников проекта включают: Мусульманский университет Алигарх, Алигарх, Индуистский университет Банараса, Варанаси, Калькуттский университет (CU), Калькутта, Университет Дели (ДН), Дели, Гавайский университет (UHW), Гавайи, Университет Химачал-Прадеша (HPU), Шимла, Индийский технологический институт, Бомбей (IITB), Мумбаи, Центр атомных исследований Индиры Ганди (IGCAR ), Калпаккам, Университет Северной Бенгалии (НБУ), Силигури, Пенджабский университет (PU), Чандигарх, Лаборатория физических исследований (PRL), Ахмадабад, Центр орнитологии и естествознания имени Салима Али (SACON), Тамил Наду и Технологический институт Манипала, Манипал

История и последние события в проекте

Возможность размещения нейтринной обсерватории в Индии обсуждалась еще в 1989 году во время нескольких встреч, проведенных в том же году. Этот вопрос был снова поднят на первом заседании рабочей группы по физике нейтрино и космологии во время семинара по феноменологии физики высоких энергий (WHEPP-6), проходившего в Ченнаи в январе 2000 года, и тогда было решено сопоставить конкретные идеи для детектора нейтрино.

Дальнейшие обсуждения состоялись в августе 2000 г. во время встречи по нейтринной физике в Институт ядерной физики им. Саха, Калькутта, когда небольшая группа энтузиастов нейтринной физики начала обсуждать возможности. Встреча "Нейтрино 2001" прошла в г. Институт математических наук, Ченнаи в феврале 2001 г. с явной целью объединить экспериментаторов и теоретиков в этой области. Во время этой встречи было сформировано сотрудничество INO. Первая официальная встреча коллаборации состоялась в Институт фундаментальных исследований Тата, Мумбаи, 6 и 7 сентября 2001 г., на которой были сформированы различные подгруппы для изучения опций детекторов и электроники, физических целей и моделирования, а также обследования места.

В 2002 году документ был представлен в Департамент атомной энергии, (DAE), который поставил амбициозную цель создания нейтринной обсерватории в Индии, изложив физические цели, возможные варианты выбора детектора и их физику. С тех пор в физике нейтрино произошло много новых и стремительных достижений. Присуждение Нобелевская премия по физике (2002) для пионеров нейтринной физики - мера важности этой области.

В результате поддержки, полученной от различных научно-исследовательских институтов, университетов, научного сообщества и финансирующего агентства, при Департаменте атомной энергии была создана Neutrino Collaboration Group (NCG) для изучения возможности строительства нейтринной обсерватории в Индии ( Я НЕ). Сотрудничеству было поручено провести технико-экономическое обоснование, на которое DAE выделило средства. Меморандум о взаимопонимании (МоВ) был подписан директорами участвующих институтов 30 августа 2002 г., чтобы обеспечить бесперебойное функционирование NCG в течение технико-экономического периода. NCG ставит перед собой цель создать подземную нейтринную лабораторию с долгосрочной целью проведения решающих экспериментов в области физики нейтрино, а также других экспериментов, которые требуют такой уникальной подземной установки.[2]

20 ноября 2009 г. Министерство окружающей среды (Индия) Министр Джайрам Рамеш в письме к Анил Какодкар, Секретарь Департамента атомной энергии и председатель, Комиссия по атомной энергии Индии, отказано в разрешении Министерству по атомной энергии создать проект нейтринной обсерватории (INO) в Индии в Сингара в Нилгирисе, так как он находится в буферной зоне Мудумалайский заповедник тигров (MTR). Джайрам Рамеш сказал, что на основании отчета Раджеша Гопала, Additional Главный главный лесничий (PCCF) и член-секретарь Национальное управление по охране тигров (MS-NTCA), Министерство не может утвердить сайт Сингара. В отчете говорится:

«Предлагаемый проектный участок находится в буферной зоне заповедника Мудумалай тигров и находится в непосредственной близости от основных / критических местообитаний тигров в заповедниках Бандипур и Мудумалай тигров. слоновий коридор, облегчая перемещение слона из Западные Гаты к Восточные Гаты наоборот. Район уже нарушен из-за сильного биотического давления из-за населенных пунктов и курортов, а также из-за того, что этап строительства проекта будет включать транспортировку строительных материалов по автомагистралям, проходящим через центральную территорию Bandipur и Мудмулайские заповедники тигров.[14]

Вместо этого он предложил альтернативный участок рядом с Suruli Falls, Тени район в Тамил Наду. Министр сказал, что это место не создает тех проблем, которые создает Сингара, и что экологические и лесные расчистки не должны быть серьезной проблемой. Он также заверил DAE, что министерство будет способствовать получению необходимых разрешений для альтернативного местоположения. Наба К. Мондаль из Институт фундаментальных исследований Тата, который является представителем проекта INO, сказал:

«Но Сурулияр также находится в заповедной лесной зоне, которая густа и потребует вырубки деревьев, чего не требовалось в Сингаре. Может ли правительство заверить нас, что для этого участка будет проведена вырубка леса», - спрашивает он. "Как вариант, мы можем переехать в ближайший Теварам, что примерно в 20–30 км от водопада Сурулияр. В этом лесном массиве есть только кустарники, но здесь нет источника воды, и воду придется водопроводить на расстояние 30 км ",[14][15]

18 октября 2010 года Министерство окружающей среды и лесов одобрило вырубку окружающей среды и лесов для создания обсерватории в заповедном лесу Боди Вест-Хиллз в районе Тени штата Тамил Наду.

По состоянию на февраль 2012 года, земля была выделена INO правительством штата Тамил Наду, и земляные работы должны были начаться. Наба К. Мондал, главный представитель проекта INO и старший научный сотрудник Института фундаментальных исследований Тата, Мумбаи, сказал The Hindu, что предпроектные работы начнутся в апреле 2012 года и ₹ На эту работу было санкционировано 66 крор. Первая задача будет заключаться в обеспечении дорожного сообщения от Расингапурама до деревни Поттипурам. Ожидается, что проект будет завершен в 2015 году по ориентировочной стоимости ₹ 1500 крор.[8][9]

18 сентября 2012 года восьмидесятилетний лидер оппозиции Кералы и член центрального комитета КПИ (м) VS Achuthanandan выразил беспокойство по поводу создания нейтринной обсерватории на границе Тени-Идукки между Тамил Наду и Кералой, сославшись на экологические и радиологические проблемы.[16] Вскоре коллаборация INO прояснила все поднятые им вопросы, и ответы на них размещены на сайте INO.

5 января 2015 года союзный кабинет во главе с премьер-министром Нарендрой Моди одобрил создание в Индии нейтринной обсерватории (INO).[17]

20 февраля 2015 года южная скамья Национального зеленого трибунала распорядилась уведомить центральное правительство и правительство штата о петиции, оспаривающей экологическое разрешение, предоставленное индийскому проекту нейтринной обсерватории (INO).[18]

26 марта 2015 года Мадурайская коллегия высшего суда Мадраса запретила центральному правительству приступить к работе над предполагаемой базирующейся в Индии нейтринной обсерваторией (INO). Суд поручил правительству получить разрешение от Совета по контролю за загрязнением Тамил Наду (TNPCB) перед началом работ.[19]

19 марта 2018 г. Министерство окружающей среды (Индия) отменил NGT приговор как частный случай. Одобрение носит условный характер и требует согласия Тамил Наду Совет по контролю за загрязнением и Национальный совет дикой природы. Утверждение было сделано в соответствии с категорией B Приложения к уведомлению об оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) 2006 года. Но в идеале его следовало отнести к категории А, поскольку проект находится всего в 4,9 км от экологически чувствительного национального парка. Кроме того, ОВОС был проведен Центром орнитологии и естественной истории Салима Али, который является «неаккредитованным агентством».[20]

На протяжении всего этого процесса жители деревни Поттипурам Панчаят агитировали против предлагаемой обсерватории под знаменем Поовулагин Нанбаргал (Друзья земли). Представитель организации выразил обеспокоенность по поводу сотен тысяч тонн скальной породы, которые будут взорваны внутри горы для создания обсерватории, которая может привести к землетрясениям. Кроме того, он выразил озабоченность по поводу потенциального излучения от проекта и общего вреда для экосистемы.[21] В январе 2020 года жители Поттипурама приняли резолюцию против строительства INO в их районе, сославшись на потенциальный экологический ущерб Западным Гатам.[22]

Рекомендации

  1. ^ «INO: Нейтринная обсерватория в Индии». www.ino.tifr.res.in. Получено 2019-10-14.
  2. ^ а б c Мондал, Наба К. (январь 2004 г.). «Статус нейтринной обсерватории в Индии (INO)» (PDF). Труды Индийской национальной академии наук. 70, А: 71–77. Получено 2008-04-03.
  3. ^ Мондаль, проф. Н. К. (июль 2008 г.). "FAQ по ИНО" (PDF). Институт математических наук, Ченнаи. Получено 2009-04-03.
  4. ^ Индус (2005). «Индия готовится к амбициозному научному проекту». Получено 2008-07-12.
  5. ^ Youtube, Rajya Sabha TV (2014). «Вопрос науки». Получено 2014-08-14.
  6. ^ Маджумдер, Гобинда (4 марта 2015 г.). Состояние и перспективы развития нейтринной обсерватории в Индии (INO) (PDF). XVI Международный семинар по нейтринным телескопам. Венеция.
  7. ^ Ачарья, Б.С. (5 мая 2015 г.). Статус нейтринной обсерватории в Индии (INO) (PDF). Симпозиум по астрофизике частиц IceCube (IPS2015). Мэдисон, Висконсин. Архивировано из оригинал (PDF) 4 октября 2015 г.. Получено 6 сентября 2015.
  8. ^ а б http://www.ino.tifr.res.in/ino/neutrino-press-release.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ а б «Индийская нейтринная лаборатория может похвастаться самым большим магнитом в мире».
  10. ^ Agarwalla, S; Санджиб Кумар Агарваллаа; Сандхья Чубейя и Амитава Райчаудхурия (28 мая 2007 г.). «Иерархия масс нейтрино и θ13 с экспериментом с магическим базовым бета-пучком». Ядерная физика B. 771 (1–2): 1–27. arXiv:hep-ph / 0610333. Bibcode:2007НуФБ.771 .... 1А. Дои:10.1016 / j.nuclphysb.2007.02.012.
  11. ^ Коллаборация INO (2007). «Технико-экономическое обоснование INO» (PDF). Получено 2008-07-10.
  12. ^ Б. Сатьянараяна (2009). «Детектор прототипа ИНО». Получено 2009-07-25.
  13. ^ Неизвестно (2008). "Новости образования". Получено 2008-08-17.
  14. ^ а б Рамачандран, Р. (21 ноября 2009 г.). «Нет» министерства проекту нейтринной обсерватории в Нильгирисе ». Индуистский. Ченнаи: Kasturi and Sons Ltd., стр. Первая страница. Получено 9 декабря 2009.
  15. ^ Мадхусудан, М. (22 ноября 2009 г.). "Центр нейтринной обсерватории в Нильгирисе". Воскресный пионер. Нью-Дели: Pioneer Syndication Services. Получено 9 декабря 2009.
  16. ^ "V S Achuthanandan Flays предложил нейтринную обсерваторию". Новый индийский экспресс. 18 сентября 2012 г.. Получено 2 мая 2013.
  17. ^ «Индийская нейтринная обсерватория на строительстве». Мир физики. 7 января 2015 г.
  18. ^ «Зеленый трибунал направляет уведомления Центру, заявлению о проекте нейтрино - Times of India».
  19. ^ Сараванан, Л. (26 марта 2015 г.). «Мадрасский ХК удерживает Центр от начала работ над нейтринной обсерваторией в Индии». Таймс оф Индия. Получено 2015-09-06.
  20. ^ редакционная статья, L (20 марта 2018 г.). «Нарушение правил - дань уважения проекту Neutrino». Индуистский. Получено 2018-03-20.
  21. ^ «Выборы в Скупщину Джаркханда: завершился пятый этап голосования, явка составила 70,83%». Asianet News Network Pvt Ltd. Получено 2020-02-02.
  22. ^ Шрикумар, А .; Раджарам, Р. (27 января 2020 г.). «Жители деревни Тамил Наду используют грамм-сабху, чтобы противостоять углеводородным проектам нейтринной обсерватории в Индии». Индуистский. ISSN  0971-751X. Получено 2020-02-02.

внешняя ссылка

Координаты: 9 ° 57′20 ″ с.ш. 77 ° 17′01 ″ в.д. / 9,95556 ° с. Ш. 77,28361 ° в. / 9.95556; 77.28361