OPERA experiment
Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus ( OPERA ) var ett instrument som användes i ett vetenskapligt experiment för att upptäcka tau-neutrinos från muon- neutrinooscillationer . Experimentet är ett samarbete mellan CERN i Genève , Schweiz , och Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) i Gran Sasso , Italien och använder CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS) neutrinostråle .
Processen började med att protoner från Super Proton Synchrotron (SPS) vid CERN avfyrades i pulser mot ett kolmål för att producera pioner och kaoner . Dessa partiklar sönderfaller för att producera myoner och neutriner .
Strålen från CERN stoppades den 3 december 2012, vilket avslutade datatagningen, men analysen av insamlad data har fortsatt.
Detektor
OPERA, i Hall C i Gran Sassos underjordiska laboratorier, byggdes 2003–2008. Den taus som härrör från interaktionen mellan tau-neutriner observeras i "tegelstenar" av fotografiska filmer ( kärnemulsion ) interfolierade med blyark. Varje tegelsten väger 8,3 kg; de två OPERA supermodulerna innehåller 150 000 tegelstenar arrangerade i parallella väggar sammanflätade med plastscintillatorräknare . Varje supermodul följs av en magnetisk spektrometer för impuls- och laddningsidentifiering av penetrerande partiklar. Under datainsamling taggas en neutrinointeraktion och dess motsvarande tegelsten i realtid av scintillatorerna och spektrometrarna. Dessa tegelstenar extraheras från väggarna asynkront med avseende på strålen för filmframkallning, skanning och för topologisk och kinematisk sökning av tau-sönderfall.
Tau neutrinos
Totalt upptäcktes fem tau-neutriner. Den 31 maj 2010 observerade OPERA-forskare den första tau neutrinokandidathändelsen i en muon neutrinostråle. Den 6 juni 2012 tillkännagav OPERA observationen av en andra tau neutrino-händelse. Den 26 mars 2013 fångade experimentet för tredje gången en myonneutrino som svängde in i en tau-neutrino under resan från CERN till LNGS . Den fjärde hittades 2014 och den femte sågs 2015.
Mätningar av flygtiden
I september 2011 observerade OPERA-forskare muonneutriner som uppenbarligen färdades snabbare än ljusets hastighet . I februari och mars 2012 skyllde OPERA-forskare detta resultat på en lös fiberoptisk kabel som ansluter en GPS-mottagare till ett elektroniskt kort i en dator. Den 16 mars 2012 tillkännagav en rapport att ett oberoende experiment i samma laboratorium, som också använde CNGS neutrinostråle, men den här gången ICARUS -detektorn ingen märkbar skillnad mellan hastigheten på en neutrino och ljusets hastighet. I maj 2012 mätte Gran Sasso-experimenten BOREXINO, ICARUS, LVD och OPERA alla neutrinohastighet med en kortpulsad stråle och uppnådde överensstämmelse med ljusets hastighet, vilket visade att det ursprungliga OPERA-resultatet var felaktigt. Slutligen i juli 2012 uppdaterade OPERA-samarbetet sina resultat. Efter att de instrumentella effekterna som nämnts ovan tagits i beaktande, visades det att neutrinos hastighet överensstämmer med ljusets hastighet. Detta bekräftades av en ny, förbättrad uppsättning mätningar i maj 2013.
externa länkar
-
Media relaterade till OPERA-experiment på Wikimedia Commons - CERN: Första uppkomsten av Tau Neutrino
- Utseendet på tau-neutrino
- OPERA publikationer
