新实验实现了专门探测器材料的记录精度

与美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)附属的核物理学家在分析了对专业探测器材料的记录精度的示范实验的数据中发挥了主导作用。

丘比特 - Mo实验是使用各种方法检测理论化颗粒过程的实验领域,称为中性葡萄糖双β腐烂,这可以修改我们对名为中微子的幽灵粒子的理解,以及它们在地层中的作用欧洲杯猜球平台宇宙。

基于2019年3月至2020年3月收集的数据的伯克利实验室LED分析的丘比特-Mo实验初步结果为钼钼同位素中的中微子双β衰变过程设定了新的世界领先极限MO-100。同位素是在其原子核中携带不同数量的不带电颗粒的元素的形式。欧洲杯猜球平台

新结果将中微子双β衰减半衰期的限制设定在万亿年的1.4倍(14后,其次是23个零),这是中微子Ettore Majorana的敏感性的提高30%观测台3(NEMO 3),以2003 - 2011年在同一部位运行的先前实验,并使用MO-100。半衰期是放射性同位素到其放射性一半所需的时间。

学中微子双β衰变过程是非常缓慢和罕见的理论化,而不是在数据采取一年后在丘比特中检测到一个事件。

虽然这两个实验在其探测器阵列中使用了MO-100,但是NEMO 3使用了同位素的箔形式,而丘比特-MO使用在某些颗粒相互作用中产生闪光的晶形。

使用不同的探测器材料和更长的时间运行的较大实验取得了更大的灵敏度,尽管报告的丘比特的早期成功设欧洲杯足球竞彩定了一个名为丘比特的舞台,其具有探测器阵列的计划阵列将是100倍。

伯克利实验室对丘比特的贡献

无需实验证实了中性抑制过程是否存在。这种过程的存在将确认中微子担任自己的安替族,并且这种证据也有助于解释为什么重要在我们宇宙中的反物质问题。欧洲杯猜球平台

来自丘比特-Mo实验的所有数据 - 丘比特缩略词用于Cuore升级,粒子识别,“Mo”是用于探测器晶体中所含的钼 - 从法国的Modane地下实验室(Laboratoire Souterrain De Modane)传播伯克利实验室国家能源研究科学计算中心的Cori超级计算机。

Benjamin Schmidt是伯克利实验室核科学司的博士后研究员,为丘比特 - MO结果奠定了整体数据分析努力,并得到了伯克利实验室附欧洲杯线上买球属研究人员和国际合作成员团队的支持。

Berkeley Lab还为40个传感器提供了40个传感器,使丘比特20晶体探测器阵列拾取的信号读出。该阵列过冷却至约0.02 kelvin,或减去460华氏度,以保持其灵敏度。其圆柱形晶体含有锂,氧和同位素Mo-100,并在颗粒相互作用中产生微小的光闪光。

据鉴于全球大流行的背景,施密特表示,鉴于全球大流行的背景,施工丘比特的国际努力是显着的,这在实验的持续运作中施加了不确定性。

“对于一段时间而言,我们将不得不在欧洲的Covid-19爆发到3月初的爆发以及提供所需的低温液体的实验的相关困难,过早地关闭丘比特 - MO实验。他说。

他加了,“尽管这种不确定性以及与办公空间和学校的关闭相关的变化,以及限制对地下实验室的限制,我们的合作伙伴每次都努力保持通过大流行的实验。”

施密特纪念了数据分析小组的努力,他导致寻找从家里工作的方式,并及时生产实验的结果,以便在中微子2020年展示他们的中微子物理和天体物理学会议,由费米国家主办加速器实验室。Cupid-Mo合作的成员正计划在同行评审科学期刊中提交出版的结果。欧洲杯线上买球

调整超敏探测器

施密特表示,数据分析中的特殊挑战是确保探测器被适当校准以记录预计将与中微子双β衰减的信号相关联的“极端难以捉摸的事件集”。

期望中微粘衰变过程在丘比特-Mo检测器中产生非常高能量的信号和闪光。信号,因为它处于如此高的能量,预计将免于通过自然的放射性来干扰。

为了测试丘比特 - MO对高能信号的反应,研究人员已经将其他高能信号源放置在探测器阵列附近的其他高能信号,包括TL-208,铊的放射性同位素。由该同位素的衰减产生的信号处于高能量,但如果存在的情况下预测的能量不如预测的能量,则不高。

“因此,一个大挑战是说服自己,我们可以用普通来源校准我们的探测器,特别是TL-208,”施密特说,“然后将检测器响应推断给我们的信号区域,并正确地占该推断中的不确定性。”

为了进一步改善高能量信号的校准,核物理学家使用伯克利实验室的88英寸回旋龙生产含有CO-56的电线,这是一种钴的同位素,其具有低放射性水平的钴,一旦回旋加速在上个月重新开放时,就有低的放射性临时关机以回应Covid-19大流行。电线已运送到法国以进行丘比特-Mo检测器阵列进行测试。

准备意大利下一代实验

虽然Cupid-Mo现在可能会在一些其他实验所实现的测量中的敏感性背后滞后 - 它使用不同的探测器技术和材料 - 因为它较小并且尚未收集到数据,欧洲杯足球竞彩“随着全丘比特实验,它将使用大约100倍的MO-100,并且随着10年的运作,我们对中微子双β腐烂的搜索和潜在发现具有出色的前景,“施密特说。

Cupid-Mo安装在Edelweiss III暗物质搜索试验中,在法国附近的法国深处超过一英里的隧道,靠近意大利边境,并使用一些Edelweiss III组件。同时,丘比特是提出在意大利的格兰萨索国家实验室(Laboratori Nazionaliel Gran Sasso)取代Cuore Neullinol Double-Beta衰变搜索试验。虽然丘比特含有20个探测器晶体,但丘比特将包含超过1,500。

“在三三年内完成数据后,丘比特探测器可能需要四到五年来建造,“Youn Youns Kolomensky,美国发言人,伯克利实验室的Cuore合作和高级教师科学家,这是Cuore的美国合作。“丘比特将在成本和技术挑战方面是一个相对较强的升级,但它将在敏感度方面取得重大改善。”

用于丘比特-Mo的物理数据为6月22日包裹,而最新结果未考虑的新数据占总数据的约20%至30%。Cupid-Mo由一群法国实验室支持,并由美国,乌克兰,俄罗斯,意大利,中国和德国的实验室支持。

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Cupid-Mo协作将研究人员从27个机构中汇集在一起​​,包括法国实验室Irfu / Cea和Ijclab在orsay;在里昂IP2i;和在格勒诺布尔的Néel和Simap,以及美国,乌克兰,俄罗斯,意大利,中国和德国的机构。

The experiment is supported by the U.S. Department of Energy Office of Science's Office of Nuclear Physics, Berkeley Research Computing program, Agence Nationale de la Recherche, IDEATE International Associated Laboratory (LIA), Russian Science Foundation, National Academy of Sciences of Ukraine, National Science Foundation, the France-Berkeley Fund, the MISTI-France fund, and the Office for Science & Technology of the Embassy of France in the U.S.

来源:https://www.lbl.gov/

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