Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Kollaboraciya KamLAND vidit oscillyacii neitrino!
20.12.2002 22:53 | V. Kobychev/scientific.ru

6 dekabrya 2002 goda kollaboraciya KamLAND, sostoyashaya iz 92 fizikov iz Yaponii, SShA i Kitaya, sdelala oficial'noe soobshenie o pervom polozhitel'nom rezul'tate poiskov oscillyacii reaktornyh antineitrino.

Eksperiment KamLAND provoditsya v Yaponii, ego osnovnaya cel' -- poisk oscillyacii reaktornyh antineitrino. Detektor nahoditsya v podzemnoi laboratorii Kamioka, v toi polosti, gde ran'she byl smontirovan detektor Kamiokande. Nazvanie KamLAND rasshifrovyvaetsya kak Kamioka Liquid-scintillator Anti-Neutrino Detector. Sooruzhenie ustanovki bylo nachato v 1998 godu, a zarabotala ona v nachale 2002 goda.

Osnovnoi (vnutrennii) detektor ustanovki soderzhit kilotonnu zhidkogo scintillyatora v prozrachnoi neilonovoi sfere diametrom 13 m. Scintillyator yavlyaetsya odnovremenno mishen'yu dlya neitrino, on sostoit iz rastvora psevdokumola v dodekane (20:80) s nebol'shoi dobavkoi difeniloksazola, kotoryi uluchshaet scintillyacionnye harakteristiki. Chistota scintillyatora po uranu, toriyu i kaliyu (prirodnym radioaktivnym elementam, sposobnym davat' vklad v fon detektora) dovedena do neskol'kih edinic na 10^-16 g/g. Plastikovaya sfera so scintillyatorom podveshena v centre stal'noi sfery, zapolnennoi prozrachnoi smes'yu zhidkih parafinov (massoi ~2 kilotonny). Na vnutrennei poverhnosti stal'noi sfery raspolozheny 1879 fotoumnozhitelei dvuh tipov (17- i 20-dyuimovogo diametra). Moment srabatyvaniya kazhdogo FEU otslezhivaetsya s tochnost'yu ~3.5 ns, chto pozvolyaet ne tol'ko izmeryat' energiyu sobytii, no i vosstanavlivat' koordinaty scintillyacionnoi vspyshki.

Osnovnoi detektor smontirovan vnutri vneshnego zashitnogo vodno-cherenkovskogo detektora -- v zapolnennoi sverhchistoi vodoi stal'noi cilindricheskoi emkosti diametrom 18 m. Vneshnii detektor sluzhit dlya obnaruzheniya kosmicheskih myuonov. Hotya pochti vse myuony, rozhdayushiesya v verhnih sloyah atmosfery, pogloshayutsya kilometrovoi tolshei skaly nad podzemnoi laboratoriei, nebol'shaya chast' ih vse zhe dostigaet ustanovki, i generiruemye imi bystrye neitrony mogut vyzvat' lozhnoe srabatyvanie osnovnogo detektora. Poetomu posle zaregistrirovannogo proleta myuona nabor dannyh osnovnym detektorom vremenno priostanavlivaetsya.

Yadernye reaktory (ih okolo 70), kotorye sluzhat istochnikami antineitrino, v srednem udaleny ot detektora na 175 km, hotya dazhe reaktory iz Korei vnosyat nekotoryi vklad (primerno 2.5%) v obshii potok. Summarnaya teplovaya moshnost' vseh etih reaktorov ravna 130 GVt, a potok antineitrino, kotoryi sozdaetsya imi v meste, gde raspolozhena ustanovka, sostavlyaet 1h10⁶ sm^-2s^-1. Dlya detektirovaniya antineitrino ispol'zuetsya tak nazyvaemaya reakciya obratnogo beta-raspada -- zahvat elektronnogo antineitrino protonom, kotoryi pri etom prevrashaetsya v neitron i izluchaet pozitron. Pozitron tut zhe annigiliruet s odnim iz okruzhayushih elektronov, vyzyvaya vspyshku v scintillyatore. Neitron zhe v techenie nekotorogo vremeni (v srednem 200 mks) puteshestvuet v zhidkosti, a zatem zahvatyvaetsya protonom, obrazuya yadro deiteriya i gamma-kvant energiei 2.2 MeV, kotoryi vyzyvaet vtoruyu vspyshku. Za 145 dnei nabora dannyh v energeticheskom intervale 1-10 MeV byli obnaruzheny 54 sobytiya takogo vida. V to zhe vremya Standartnaya Model' (kotoraya zapreshaet oscillyacii neitrino) predskazyvaet 86.85.5 sobytiya. Otnoshenie nablyudaemogo i predskazannogo effekta sostavlyaet 0.6110.085(stat.)0.041(syst.). Takim obrazom, effekt vpolne dostoveren (chetyre sigmy, ili 99.9% doveritel'noi veroyatnosti). Rezul'tat KamLANDa podtverzhdaet reshenie LMA (Large Mixing Angle) dlya parametrov smeshivaniya neitrino, prichem nailuchshim obrazom s izmereniyami soglasuetsya ugol smeshivaniya i raznost' mass  eV². Eto oznachaet, chto elektronnye neitrino smeshany s ostal'nymi dvumya aromatami (myuonnymi i tau) v maksimal'noi stepeni. Prochie varianty reshenii -- SMA (malyi ugol smeshivaniya), LOW (bol'shoi ugol, malaya raznost' mass) i "Just-So" (bol'shoi ugol, ochen' malaya raznost' mass) -- seichas prakticheski isklyucheny.

Sleduet otmetit', chto eto pervoe nablyudenie oscillyacii reaktornyh neitrino. Bolee rannie eksperimenty (na reaktorah v Krasnoyarske, Rovno, Savanna-River, Gesgene, Buzhe...) byli gorazdo menee chuvstvitel'ny, chto v pervuyu ochered' svyazano s malym rasstoyaniem detektora ot reaktora (sm.risunok). Dazhe bolee chuvstvitel'nye nedavnie eksperimenty CHOOZ i Palo-Verde vypolnyalis' lish' na kilometrovom rasstoyanii ot aktivnoi zony. KamLAND, rezko uvelichiv massu misheni i sniziv fon, smog prodvinut'sya srazu na dva poryadka po rasstoyaniyu, chto i pozvolilo emu popast' v oblast' oscillyacii.

Publikacii s klyuchevymi slovami: neitrino - oscillyacii neitrino Publikacii so slovami: neitrino - oscillyacii neitrino
Sm. takzhe: Neitrino, svyazannye s dzhetom dalekogo blazara Vnutri detektora antineitrino v Daiya Bei Podo l'dom Antarktidy obnaruzheny neitrino, priletevshie izdaleka Tahiony i neitrino Podlednyi lov kosmicheskih neitrino Neitrinnyi detektor v Sadberi Sovremennaya astronomiya Vse publikacii na tu zhe temu >>