Играл ядерной физики связаны с Национальной лабораторией Министерства энергетики США Лоуренса в Беркли (Лаборатория Беркли) ведущую роль в анализе данных для демонстрационного эксперимента, которая достигла рекордного уровня точности на специализированных материалом детектора.
Амур-МО эксперимент среди полевых экспериментов, которые используют различные подходы для выявления предположил частиц процесса, называемого безнейтринного двойного бета-распада, которая может изменить наше понимание призрачные частицы, называемые нейтрино и их роль в формировании Вселенной.
Предварительные результаты Купидон-МО эксперимент, основанный на лаборатории Беркли-водить анализ данных, собранных с марта 2019 года до апреля 2020 года, установил новый мировой ведущий ограничить безнейтринного двойного бета-распада в изотоп молибдена известный как mo-100. Изотопы формы элемента, которые несут разное количество незаряженных частиц, называемых нейтронами в атомных ядрах.
Новый результат устанавливает предел на безнейтринный двойной бета-распад, период полураспада в МО-100 в 1,4 раза-до триллиона триллионов лет (это 14 с последующим 23 нулями), которая является 30% — ное улучшение в чувствительности за нейтрино Этторе Майораны обсерватории 3 (Немо 3), предыдущий эксперимент, который действовал на том же сайте от 2003-2011, а также используется МО-100. Период полураспада-это время, необходимое для радиоактивного изотопа, чтобы пролить половину своей радиоактивности.
Безнейтринного двойного бета-распада является процесс теоретически быть очень медленно и редко, и ни одного события была обнаружена в Амур-МО после одного года данных.
В то время как в экспериментах использовали МО-100 в их массивов детекторов, Немо 3 используется фольга форма изотопа в то время как купидон-МО используется кристаллическая форма, которая производит вспышки света в определенные взаимодействия частиц.
Больше экспериментов, использовать различные материалы и детектор, которые работают в течение более длительных периодов времени добились большей чувствительностью, хотя сообщили о начале успеха Амур-МО готовит почву для запланированного преемника эксперимент под названием купидон с матричным детектором, который будет в 100 раз больше.
Вклад лаборатории Беркли в Амур-МО
Ни один эксперимент еще не подтвердил, будет ли процесс безнейтринного существует. Существование этого процесса должна подтвердить, что нейтрино служить своими собственными античастицами, и такие доказательства также помогло бы объяснить, почему материя победила над антивеществом в нашей Вселенной.
Все данные Амур-МО эксперимент — Амур аббревиатура расшифровывается как Центр обновления идентификацию частиц, и «МО» — для молибдена в детектор Кристалл — передается из подземной лаборатории Модан (Лаборатуар де цокольном этаже Модан) во Франции к кори суперкомпьютере в Беркли Национальной лаборатории энергетических исследований научно-вычислительный центр.
Бенджамин Шмидт, научный сотрудник отдела ядерной лаборатории Беркли, вел общих усилий анализа данных для Амур-МО результат, и при поддержке команды лаборатории аффилированных Беркли исследователей и других участников международного сотрудничества.
Лаборатории Беркли также внес 40 датчиков, что включена индикация сигналов подобрал Купидон-МО 20-кристаллический детектор массива. Массив был переохлажденной около 0.02 Кельвина, или минус 460 градусов по Фаренгейту, чтобы сохранить свою чувствительность. Его цилиндрические кристаллы содержат литий, кислород и изотопа МО-100, и производят крошечные вспышки света во взаимодействиях частиц.
Международных усилий для того чтобы произвести Амур-МО результат замечателен, сказал Шмидт, учитывая контекст глобальной пандемии, которая была неопределенность по поводу продолжающегося действия эксперимента.
«На какое-то время казалось, что мы должны закрыть Амур-МО эксперимента преждевременно из-за вспышки COVID-19 в Европе в начале марта и связанные с ней трудности в снабжении эксперимент с необходимыми криогенные жидкости», — сказал он.
Он добавил: «Несмотря на эту неопределенность и изменения, связанные с закрытием офисов и школах, а также ограниченным доступом к секретной лаборатории, наши сотрудники приложили все усилия, чтобы держать экспериментировать работает через пандемии».
Шмидт приписывают усилиям данных-анализ, группу, которую он вел, чтобы найти способ, чтобы работать из дома и производить результаты эксперимента во времени, чтобы представить их на нейтрино 2020, виртуальной Международной конференции по нейтринной физике и астрофизике организовано Ферми Национальной ускорительной лаборатории. Члены Амур-МО сотрудничество планируют представить результаты для публикации в рецензируемом научном журнале.
Настройка сверхчувствительных детекторов
Особой проблемой при анализе данных, Шмидт сказал, был в том, что датчики были правильно откалиброваны, чтобы записать «крайне неуловимый набор событий», которые, по прогнозам, связанные с сигналом безнейтринного двойного бета-распада.
Процесс распад безнейтринный ожидается очень высокой энергии сигнала в Амур-МО детектор и вспышки света. Сигнал, потому что он находится на такой высокой энергии, как ожидается, быть свободными от вмешательства со стороны естественных источников радиоактивности.
Чтобы проверить Купидон-МО ответ на высокоэнергетические сигналы, исследователи подсаживали других источников высоких энергий сигналов, в том числе TL-208, радиоактивный изотоп таллия, возле массива детекторов. Сигналов, образующихся в результате распада этого изотопа в высокую энергию, но не так высоко, как энергии, по прогнозам, будет связан с процессом распад безнейтринный в МО-100, если он существует.
«Следовательно, большой проблемой было убедить себя в том, что мы можем откалибровать наши детекторы с общих источников, в частности, модель TL-208,» Шмидт сказал, «и затем экстраполировать детектор ответ на наш сигнал области и надлежащий учет неопределенности в этой экстраполяции.»
Для дальнейшего совершенствования калибровки с высокой энергией сигналы, ядерной физики использовали Беркли лаборатории 88-дюймовый циклотрон для производства проволоки, содержащая со-56, изотоп кобальта, который имеет низкий уровень радиоактивности, как только циклотрон возобновлено в прошлом месяце после временного отключения в ответ на COVID-19 пандемии. Провод был отправлен во Францию для тестирования с Купидоном-МО-матричный детектор.
Подготовка для следующего поколения эксперимент в Италии
А Амур-МО может теперь отстанет чувствительность измерений достигается некоторыми другими экспериментами, в которых используются различные детекторы техники и материалы — потому что он меньше и еще не собрал столько данных, «полный Амур эксперимент, который будет использовать примерно в 100 раз больше МО-100, и 10 лет работы, у нас есть отличные перспективы для поиска и потенциал обнаружения безнейтринного двойного бета-распада,» Шмидт сказал.
Купидон-Мо был установлен на полигоне «Эдельвейс» в III темной материи эксперимент поиск в туннель глубиной более мили во Франции, недалеко от итальянской границы, и использует некоторые компоненты Эдельвейс III степени. Амур, тем временем, предложил заменить КУОРе безнейтринного двойного бета-распада эксперимент, поиск в Национальной лаборатории Гран-Сассо (лаборатори Nazionali-дель-Гран-Сассо) в Италии. В то время как купидон-МО содержится всего 20 кристаллов детектора, Купидон будет содержать более 1500.
«После КУОРе отделки данных в двух или трех лет, Амур детектор может занять четыре или пять лет, чтобы построить», — сказал Юрий Коломенский, США пресс-центр сотрудничество факультета и старший научный сотрудник лаборатории Беркли, который ведет КУОРе в США для совместной работы. «Купидон будет относительно скромный подъем в плане стоимости и технических проблем, но это будет значительное улучшение в плане чувствительности.»
Данных физики для Амур-МО завернутый 22 июня, и новые данные, которые не были учтены в последнем результате представления о росте 20% до 30% в общих данных. Купидон-МО поддерживается группой французских лабораторий и лабораторий в США, Украина, Россия, Италия, Китай и Германия.
NERSC является Управление ДОУ науки пользователей объекта.
Амур-МО сотрудничество приносит совместно исследователей из 27 учреждений, в том числе французской лаборатории Irfu/CEA и IJCLab в Орсэ; IP2I в Лионе; и Институт Нееля и Пссп в Гродно, а также учреждений США, Украина, Россия, Италия, Китай и Германия.
Эксперимент при поддержке Департамента энергетики США Управление по науке бюро физической ядерной физики, Беркли научно-исследовательский вычислительный программы, сообщает Agence Насьональ де ля Решерш, обмену идеями международных ассоциированных лабораторий (Лиа), Российский научный фонд, Национальная академия наук Украины, Национального научного фонда США, Франция-Беркли Фонда, Мисти-Франция фонд, и Управление по науке и технологиям посольства Франции в США.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!