SNO+
SNO+ to eksperyment fizyczny mający na celu poszukiwanie podwójnego rozpadu beta bez neutrin , z wtórnymi pomiarami neutrin słonecznych proton-elektron-proton ( pep ) , geoneutrin pochodzących z rozpadów promieniotwórczych na Ziemi oraz neutrin reaktorowych. Jest w budowie (stan na luty 2017 r.) Przy użyciu podziemnego sprzętu już zainstalowanego na potrzeby byłego Sudbury Neutrino Observatory (SNO) w SNOLAB . Może również obserwować neutrina supernowe jeśli w naszej galaktyce wybuchnie supernowa.
Cele fizyki
Głównym celem detektora SNO+ jest poszukiwanie bezneutrinowego podwójnego rozpadu beta , szczególnie w odniesieniu do rozpadu 130
Te
, aby zrozumieć, czy neutrino jest swoją własną antycząstką (tj. fermionem majorany ). Drugorzędne cele fizyki obejmują pomiar neutrin lub antyneutrin z:
- proton-elektron-proton (pep) i węgiel-azot-tlen (CNO) w Słońcu pozwalają lepiej zrozumieć interakcje neutrin-materia i skład Słońca.
- Rozpad beta uranu i toru w Ziemi ( geoneutrina ) w celu ograniczenia radioaktywnego budżetu Ziemi.
- Rozpad beta produktów potomnych rozszczepienia w reaktorach jądrowych (reaktorowych antyneutrinach) w celu lepszego ograniczenia parametrów oscylacji neutrin .
- Neutrina i antyneutrina supernowych do wczesnego wykrywania supernowych (patrz System wczesnego ostrzegania o supernowych ).
- Rozpad nukleonu na neutrina, co wskazywałoby na naruszenie zasady zachowania barionów .
Testowanie i konstrukcja
Poprzedni eksperyment, SNO, wykorzystywał wodę w kuli i opierał się na oddziaływaniu promieniowania Czerenkowa . W eksperymencie SNO+ kula wypełniona liniowym alkilobenzenem będzie działać jako ciekły scyntylator i materiał docelowy. Kula jest otoczona fotopowielacza , a zespół unosi się na wodzie, a kula jest przytrzymywana przez liny przeciwko powstającym siłom wyporu. Oczekuje się, że testy (wypełnione wodą) rozpoczną się na początku 2016 r., A pełne działanie z cieczą kilka miesięcy później, a ładowanie Tellurem rozpocznie się w 2017 r.
neutrin z tą cieczą wytwarza kilka razy więcej światła niż oddziaływanie w eksperymencie Czerenkowa z wodą , takim jak oryginalny eksperyment SNO lub Super-Kamiokande . Próg energetyczny dla detekcji neutrin może być zatem niższy i obserwować neutrina słoneczne proton-elektron-proton (o energii 1,44 MeV ). Ponadto eksperyment z ciekłym scyntylatorem może wykryć antyneutrina, takie jak te powstające w reaktorach rozszczepienia jądrowego oraz rozpad toru i uranu w ziemi.
SNO+ wykorzystuje 780 ton liniowego alkilobenzenu jako scyntylator (detektor zaczęto wypełniać scyntylatorem pod koniec 2018 r.), aw przyszłości zostanie wypełniony 130
Te .
Pierwotnie planowano wypełnić 0,3% 130
Te
(800 kg), ale późniejsze rozmowy mówiły o 0,5% (1,3 tony)
Wcześniejsze propozycje kładły większy nacisk na obserwacje neutrin. Obecny nacisk na podwójny bezneutrinowy rozpad beta wynika z faktu, że wnętrze naczynia akrylowego zostało w znacznym stopniu skażone radioaktywnymi produktami pochodnymi gazu radonowego , który jest powszechny w powietrzu kopalnianym. Mogłyby one przedostać się do scyntylatora, gdzie część zostałaby usunięta przez system filtracyjny, ale pozostała część może zakłócać pomiary neutrin niskoenergetycznych. Nie ma to wpływu na obserwacje podwójnego rozpadu beta bez neutrin.
Projekt otrzymał fundusze na wstępną budowę od NSERC w kwietniu 2007 r. Od początku 2013 r. Wnęka została odnowiona i ponownie uszczelniona zgodnie z nowymi normami czystości, bardziej rygorystycznymi niż w przypadku pierwotnego SNO, ze względu na większą czułość nowego eksperymentu.
Głównym wyzwaniem inżynierii lądowej jest to, że obecny statek SNO jest podtrzymywany przez szereg lin, aby zapobiec zatapianiu go przez ciężar ciężkiej wody w otaczającej normalnej wodzie. Proponowany ciekły scyntylator (liniowy alkilobenzen) jest lżejszy od wody i zamiast tego należy go przytrzymać, ale nadal bez zasłaniania widoku jego wnętrza. Istniejące punkty mocowania liny nośnej, zatopione w równiku akrylowej kuli, nie nadają się do użytku do góry nogami.
Przetwarzanie danych
Współpraca dotyczy wykorzystania zasobów sieciowych do dostarczenia mocy obliczeniowej potrzebnej w eksperymencie. Dzieje się tak po sukcesie siatki obliczeniowej LHC (wLCG) używanej w eksperymentach LHC . SNO+ VO korzysta z zasobów dostarczonych przez GridPP .
Dalsza lektura
- SNO+ List intencyjny
- Detektor SNO+ [ stały martwy link ]
- Przeszłość, teraźniejszość i przyszłość SNO: SNO, SNO+ i SNOLAB (pdf)
- Aktualny stan i przyszłe perspektywy eksperymentu SNO+ (listopad 2015)