ОПЕРНЫЙ эксперимент - OPERA experiment

«ОПЕРА» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Опера (значения).

В Проект осцилляции с устройством для размешивания эмульсии (ОПЕРА) был инструментом, используемым в научном эксперименте для обнаружения тау нейтрино от мюонное нейтрино колебания. Эксперимент является результатом сотрудничества между ЦЕРН в Женева, Швейцария, а Laboratori Nazionali del Gran Sasso (СПГС) в Гран Сассо, Италия и использует ЦЕРН Нейтрино в Гран-Сассо (CNGS) пучок нейтрино.

Процесс начался с протонов из Супер протонный синхротрон (SPS) в ЦЕРН импульсами обстреливают углеродную мишень для получения пионы и каоны. Эти частицы распадаются с образованием мюоны и нейтрино.[1]

Луч из ЦЕРН был остановлен 3 декабря 2012 г.[2] прекращение сбора данных, но анализ собранных данных был продолжен.

Детектор

OPERA в зале C подземных лабораторий Гран Сассо была построена в 2003–2008 годах. В таус в результате взаимодействия тау-нейтрино наблюдаются в «кирпичах» фотопленок (ядерная эмульсия ), перемеженные свинцовыми листами. Каждый кирпич весит 8,3 кг; два супермодуля OPERA содержат 150 000 кирпичей, расположенных в параллельные стены, перемеженные пластиком. сцинтиллятор счетчики. За каждым супермодулем следует магнитная спектрометр для определения импульса и заряда проникающих частиц. Во время сбора данных взаимодействие нейтрино и соответствующий ему кирпич 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 г. исследователи OPERA наблюдали первый тау-нейтрино событие-кандидат в пучке мюонных нейтрино.[4] 6 июня 2012 года OPERA объявила о наблюдении второго события тау-нейтрино.[5] 26 марта 2013 года в эксперименте в третий раз было обнаружено мюонное нейтрино, осциллирующее в тау-нейтрино во время полета из ЦЕРН к СПГ.[6] Четвертый был найден в 2014 году, а пятый - в 2015 году.[7]

Времяпролетные измерения

Основные статьи: Аномалия сверхсветового нейтрино и Измерения скорости нейтрино

В сентябре 2011 года исследователи OPERA наблюдали мюонные нейтрино очевидно едет быстрее, чем скорость света.[8] В феврале и марте 2012 года исследователи OPERA обвинили этот результат в ослаблении оптоволоконного кабеля, соединяющего GPS-приемник с электронной картой в компьютере. 16 марта 2012 года в отчете было объявлено, что независимый эксперимент в той же лаборатории, также с использованием нейтринного пучка CNGS, но на этот раз ИКАРУС детектор 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]

использованная литература

  1. ^ Аль-Халили, Дж. (18 ноября 2011 г.). "Быстрее скорости света?". Блог Джима. Архивировано из оригинал 1 февраля 2014 г.. Получено 31 августа 2013.
  2. ^ "[OPERA]: Новости и обновления". 3 декабря 2012 г. После 5 лет эксплуатации балка АГНКС остановлена. Всего было 17.97×1019 протоны на мишени, предоставленные CNGS.
  3. ^ "Оперный детектор". ОПЕРА. Получено 25 сентября 2011.
  4. ^ Агафонова, Н .; и другие. (Сотрудничество OPERA) (2010). "Наблюдение за первым ντ событие-кандидат в эксперименте OPERA на пучке CNGS ». Письма по физике B. 691 (3): 138–145. arXiv:1006.1623. Bibcode:2010ФЛБ..691..138А. Дои:10.1016 / j.physletb.2010.06.022.
  5. ^ «ОПЕРА наблюдает за вторым тау-нейтрино» (Пресс-релиз). Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. 6 июня 2012 г.. Получено 8 июн 2012.
  6. ^ Джепсен, К. (26 марта 2013 г.). «ОПЕРА ловит третье тау-нейтрино». Журнал Симметрия. Получено 27 марта 2013.
  7. ^ О'Луаней, К. (6 октября 2015 г.). «ОПЕРА обнаружила свое пятое тау-нейтрино». Получено 8 февраля 2017.
  8. ^ Adam, T .; и другие. (Коллаборация OPERA) (17 ноября 2011 г.). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке АГНКС». arXiv:1109.4897v1 [hep-ex ].
  9. ^ Брамфил, Г. (16 марта 2012 г.). «Нейтрино не быстрее света». Новости природы. Дои:10.1038 / природа.2012.10249. Получено 12 марта 2013.
  10. ^ «Нейтрино, отправленные из ЦЕРНа на Гран-Сассо, соблюдают космический предел скорости» (Пресс-релиз). ЦЕРН. 8 июня 2012 г. Архивировано с оригинал 22 февраля 2014 г.. Получено 8 июн 2012.
  11. ^ 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. Дои:10.1007 / JHEP10 (2012) 093.
  12. ^ Adam, T .; и другие. (Коллаборация OPERA) (2013). «Измерение скорости нейтрино детектором OPERA в пучке CNGS по специальным данным 2012 года». Журнал физики высоких энергий. 1: 153. arXiv:1212.1276. Bibcode:2013JHEP ... 01..153A. Дои:10.1007 / JHEP01 (2013) 153.

внешние ссылки

Координаты: 42 ° 28′N 13 ° 34'E / 42,46 ° с. Ш. 13,57 ° в. / 42.46; 13.57