Neutrino Ettore Majorana Gözlemevi - Neutrino Ettore Majorana Observatory

İle karıştırılmamalıdır Neutrino Mediterranean Gözlemevi NEMO olarak da kısaltılır.
Diğer kullanımlar için bkz. Nemo (belirsizliği giderme).

Koordinatlar: 45 ° 10′43″ K 6 ° 41′20″ D / 45,1785471 ° K 6,6890208 ° D / 45.1785471; 6.6890208

Nötrino Ettore Majorana Gözlemevi (NEMO deneyi) arayan bilim adamlarının uluslararası bir işbirliğidir nötrinoless double beta decay (0νββ). İşbirliği 1989'dan beri aktiftir. 0νββ gözlemi şunu gösterecektir: nötrinolar vardır Majorana parçacıkları ve nötrino kütlesini ölçmek için kullanılabilir. İçinde bulunur Modane Yeraltı Laboratuvarı (LSM) içinde Fréjus Yolu Tüneli. Deneyde (2018 itibariyle) 3 dedektör, NEMO-1, NEMO-2, NEMO-3 (ve SuperNEMO dedektörünün bir gösterici modülü) vardı ve yeni bir dedektör SuperNEMO inşa etmeyi planlıyor (2018 itibariyle).[1] NEMO-1 ve NEMO-2 prototip dedektörleri 1997'ye kadar kullanıldı. En son deney NEMO-3, 1994'ten itibaren tasarım ve yapım aşamasındaydı, Ocak 2003'ten Ocak 2011'e kadar veri aldı ve son veri analizi 2018'de yayınlandı.[2] NEMO-2 ve NEMO-3 dedektörleri, molibden-100 ve selenyum-82 gibi bir dizi element için çift nötrino bozunması için ölçümler ve nötrinoless çift beta bozunması için sınırlar üretti. Bu çift beta bozunma süreleri, çekirdek ve nötrino kütlesini sınırlayan nötrinoless bozulma çalışmaları için gerekli girdilerdir.

NEMO işbirliği aktif olmaya devam ediyor[3] ve gelişmiş bir SuperNEMO detektörü inşa ediyor. SuperNEMO'nun planlanması ve SuperNEMO demonstrator modülünün devreye alınması 2019 yılı itibarıyla devam etmektedir.[2]

Deney

Diğer 0νββ deneyleri, çift beta bozunumlarının kaynağı ve detektör için aynı materyali kullanır. Bu, büyük bir kaynak malzeme kütlesinin kullanılmasına izin verir ve böylece deneyin hassasiyetini en üst düzeye çıkarır, ancak esnekliğini sınırlar. NEMO, ayrı bir izleme ile çevrili ince kaynak malzeme folyoları kullanarak farklı bir yaklaşım benimser kalorimetre.

Bu, ince bir folyoya dönüştürülebilen herhangi bir kaynak malzemenin kullanımına izin verir. Ayrıca, izlemesi daha doğru olduğu için, iki elektronun aynı yerden gelip gelmediğini güvenilir bir şekilde tespit edebilir ve böylece çift beta bozunmalarının yanlış tespitini azaltır.

Deney, farklı 20 sektör içeren silindirik bir şekle sahiptir. izotoplar toplam yüzeyi yaklaşık 20 m olan ince folyolar şeklinde2. Nötrinsiz çift beta bozunma araştırması için kullanılan ana izotoplar yaklaşık 7 kg'dır. zenginleştirilmiş molibden-100 ve yaklaşık 1 kg selenyum-82. Deney ayrıca daha küçük miktarlarda kadmiyum-116, neodim-150, zirkonyum-96 ve kalsiyum-48 folyolar. Tellür ve bakır arka plan ölçümleri için folyolar kullanılır.

Folyonun her iki tarafındaki bir izleme dedektörü, elektronlar ve pozitronlar çift ​​beta bozunumundan. Manyetik bir alandaki eğrilikleri ile tanımlanırlar ve parçacık enerjisi bir kalorimetre ile ölçülür. 0νββ'da elektron ve pozitron enerjilerinin toplamı (Q değer ) çift beta bozunumunda yayınlandı. Standart çift beta bozunması için doğrudan gözlemlenemeyen nötrinolar tespit edilen enerjiyi azaltır.

Sonuçlar

Nötrinoless çift beta bozunması (0νββ) 5 yıllık veri alımında gözlemlenmemiş ve birkaç izotop için sınırlar belirlenmiştir.

NEMO-2, 0νββ limitlerini bildirdi Majoron modelleri 100Mo, 116CD, 82Se ve 96Zr.[4]

NEMO-3, 7 izotopu için hassas 2ν precision yarı ömür ve 0νββ limitleri için 96Zr, 48CA, 150Neutrino08'de Nd.[5]

NEMO-3, SUSY08'de 2νββ ve daha fazla 0νββ limit bildirdi.[6]

2014 yılında, NEMO-3 bir 47 kg⋅y 0νββ molibden-100 için arama T verdi1/2 > 1.1×1024 yıl. Bu, etkili nötrino kütlesinin üst sınırına çevrilebilir: mv < 0,3–0,9 eVnükleer modele bağlı olarak.[7]

NEMO 2νββ Yarı Ömür Ölçümleri

NuklidYarı ömür, yıllar
48CA4.4+0.5
−0.4 ± 0.4 ×1019
82Se9.6 ± 0.3 ± 1.0 ×1019
96Zr2.35 ± 0.14 ± 0.16 ×1019
116CD2.8 ± 0.1 ± 0.3 ×1019
130Te7.0 ± 0.9 (stat) ± 1.1 (sistem) × 1020[8]
150Nd9.11+0.25
−0.22 ± 0.63 ×1018
100Pzt7.11 ± 0.02 (stat) ± 0.54 (sistem) × 1018

NEMO En Yüksek 0νββ Bozunma Alt Sınırları

İzotopT1/2 (yıl)Nötrino kütle sınırı (eV)
82Se2.1×1023
100Pzt1.1×10240.9
116CD1.6×1022
96Zr8.6×102120.1
150Nd1.8×10226.3
48CA1.3×102229.7

96Zr bozunması, yüksek Q değeri ve fiziksel sabitlerin zamana bağlı aramalarında kullanılması nedeniyle özellikle önemlidir. Jeokimyasal ölçümler ZrSiO4 tarihi ve şimdiki oranlarının karşılaştırılmasına izin verir,[9] ortaya çıkan sonucu çıkararak 96Mo.

NEMO-3'ün nihai sonuçları 2018'de yayınlandı.[2]


SuperNEMO

Yeni nesil bir deney olan SuperNEMO yapım aşamasındadır. NEMO-3 deneyi tarafından kullanılan teknolojiye dayanıyor, ancak on katından daha büyük olacak.[10] SuperNEMO dedektörü, her biri yaklaşık 5 kg zenginleştirilmiş çift beta bozunması yayan, ince bir folyo şeklinde izotop içeren 20 modülden oluşacaktır. LSM'de ilk modülün (selenyum-82 kullanan) kurulumu devam ediyor ve verilerin 2015'in ikinci yarısında alınması bekleniyor.[11] 2019 itibariyle, SuperNEMO tanıtım modülünün (temelde tüm SuperNEMO'nun 20 modülünden biri) devreye alınması devam ediyor ve iş birliği, 20 modüllü SuperNEMO dedektörünün tamamını inşa etmeyi planlamaya devam ediyor.[2]

Referanslar

  1. ^ "SuperNEMO".
  2. ^ a b c d http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/dbd18/Data/Prog/S0303_Patrick.pdf
  3. ^ "NEMO3 / SuperNEMO Uluslararası İşbirliği Toplantısı". Caen. 13–16 Ekim 2014. Alındı 2015-04-23.
  4. ^ NEMO işbirliği (9 Ekim 2000). "Farklı Majoron bozunma modlarının sınırları 100Mo, 116CD, 82Se ve 96NEMO-2 deneyinde nötrinoless çift beta bozunmaları için Zr ". Nükleer Fizik A. 678 (3): 341–352. Bibcode:2000NuPhA.678..341A. doi:10.1016 / S0375-9474 (00) 00326-2.
  5. ^ Flack, R. L .; NEMO 3 işbirliği için (2008). "NEMO 3'ten Sonuçlar". Journal of Physics: Konferans Serisi. 136 (2): 022032. arXiv:0810.5497. Bibcode:2008JPhCS.136b2032F. doi:10.1088/1742-6596/136/2/022032.
  6. ^ NEMO 3 İşbirliği (2009). "NEMO 3 deneyi ile nötrinoless çift beta bozunma araştırması". AIP Konf. Proc. 1078 (1078): 332–334. arXiv:0810.0637. Bibcode:2008AIPC.1078..332N. doi:10.1063/1.3051951.
  7. ^ NEMO-3 İşbirliği (2014). "Nötrinsiz Çift Beta Bozulmasının Araştırılması 100NEMO-3 Dedektörlü Mo ". Phys. Rev. D. 89 (11): 111101. arXiv:1311.5695. Bibcode:2014PhRvD..89k1101A. doi:10.1103 / PhysRevD.89.111101.
  8. ^ Arnold, R .; Augier, C .; Baker, J .; Barabash, A. S .; Basharina-Freshville, A .; Blondel, S .; Bongrand, M .; Broudin-Bay, G .; Brudanin, V .; Caffrey, A. J .; Chapon, A .; Chauveau, E .; Durand, D .; Egorov, V .; Flack, R .; Garrido, X .; Grozier, J .; Guillon, B .; Hubert, Ph .; Hugon, C .; Jackson, C. M .; Jullian, S .; Kauer, M .; Klimenko, A .; Kochetov, O .; Konovalov, S. I .; Kovalenko, V .; Lalanne, D .; Lamhamdi, T .; Lang, K .; Liptak, Z .; Lutter, G .; Mamedov, F .; Marquet, Ch .; Martin-Albo, J .; Mauger, F .; Mott, J .; Nachab, A .; Nemchenok, I .; Nguyen, C. H .; Nova, F .; Novella, P .; Ohsumi, H .; Pahlka, R. B .; Perrot, F .; Piquemal, F .; Reyss, J. L .; Richards, B .; Ricol, J. S .; Saakyan, R .; Sarazin, X .; Simard, L .; Šimkovic, F .; Shitov, Yu .; Smolnikov, A .; Söldner-Rembold, S .; Ştekl, I .; Suhonen, J .; Sutton, C. S .; Szklarz, G .; Thomas, J.; Timkin, V .; Torre, S .; Tretyak, V. I .; Umatov, V .; Vála, L .; Vanyushin, I .; Vasiliev, V .; Vorobel, V .; Vylov, Ts .; Zukauskas, A .; et al. (NEMO-3 İşbirliği) (4 Ağustos 2011). "Ölçümü ββ Bozunma Yarı Ömrü 130Te NEMO-3 Dedektörü ile ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 107 (6): 062504. arXiv:1104.3716. Bibcode:2011PhRvL.107f2504A. doi:10.1103 / PhysRevLett.107.062504. PMID  21902318.
  9. ^ Wieser, Michael; De Laeter, John (2001). "1,8 × 10'da ölçülen zirkonyum-96'nın çift β bozunmasının kanıtı9 yaşındaki zirkonlar ". Fiziksel İnceleme C. 64 (2): 024308. Bibcode:2001PhRvC..64b4308W. doi:10.1103 / PhysRevC.64.024308.
  10. ^ R. Arnold; et al. (2010). "Nötrinsiz çift beta bozunmasının yeni fizik modellerini SuperNEMO ile araştırıyor" (PDF). Avrupa Fiziksel Dergisi C. 70 (4): 927–943. arXiv:1005.1241. Bibcode:2010EPJC ... 70..927A. doi:10.1140 / epjc / s10052-010-1481-5.
  11. ^ Gómez Maluenda, Héctor (3 Tem 2014). NEMO-3 deneyinin son sonuçları ve SuperNEMO'nun mevcut durumu. ICHEP2014: 37. Uluslararası Yüksek Enerji Fiziği Konferansı. Valencia. Alındı 2015-04-23. SuperNEMO, tüm gereksinimlerin gerçekleştirilebilir olduğu sonucuna varan bir Ar-Ge aşamasından (2007'de başlatılan) sonra şu anda yapım aşamasındadır. İlk aşama, 2012'de başlatılan ve veri alımının başlaması beklenen 2015'te bitecek olan ilk modülün inşasıdır.

Dış bağlantılar