KM3NeT

KM3NeT
해저에 고정된 KM3NeT 중성미자 망원경의 아티스트 인상
KM3NeT 로고

KM3NeT, 즉 입방 킬로미터 중성미자 망원경은 지중해의 해저에 위치할 미래의 유럽 연구 기반 시설이다.KM3NeT-Fr(프랑스 툴롱 앞바다), KM3NeT-It(이탈리아 시칠리아 앞바다), KM3NeT-It(이탈리아 시칠리아 앞바다) 등 지중해 3곳에 분산된 수 입방 킬로미터 크기의 수중 체렌코프 망원경 형태로 차세대 중성미자 망원경을 설치할 예정이다.KM3NeT 프로젝트는 ANTARES(프랑스 앞바다에 세워진 망원경), NEMO(이탈리아 앞바다에 있는 계획망원경), NESTO(그리스 앞바다에 있는 계획망원경)의 중성미자 망원경 프로젝트에서 계속 진행 중이다.

KM3NeT는 초신성 잔해, 감마선 폭발, 초신성 또는 충돌하는 별과 같은 먼 천체물리학적 원천으로부터 중성미자를 찾을 것이며 우주의 암흑 물질을 찾는데 강력한 도구가 될 것이다.그것의 주된 목적은 우리 은하에서 온 중성미자를 검출하는 것이다.수천 개의 광학 센서 모듈 배열이 중성미자와 검출기 근처의 물이나 암석의 충돌에서 발생하는 하전 입자에서 심해의 희미한 빛을 검출합니다.연구 기반시설에는 해양생물학, 해양학, 지구물리학 등 다른 과학 분야에서도 수 킬로미터 깊이의 심해 환경과 해저에 대한 장기적인 온라인 모니터링을 위한 계측기가 설치될 예정이다.

KM3NeT 연구 인프라는 완전히 완성되면 여러 개의 대형 서브 디텍터로 구성됩니다.처음에는 이들 중 두 개가 함께 ARCA 검출기를 형성하여 원거리 중성미자원을 탐색하는 망원경을 형성할 것이다.또 다른 하위 검출기인 세례된 ORCA는 중성미자 자체의 특성을 측정하기 위해 최적화된다.그런 의미에서 ORCA는 중성미자 입자 물리학 검출기입니다.

설계.

실험실의 KM3NeT 디지털 광학 모듈(DOM)

미래와 자금 지원을 기다리는 동안, 완전한 중성미자 망원경은 약 600개의 끈에 부착된 약 12,000개의 내압 유리 구체를 포함할 것이다.현재 시공 단계에서 망원경은 345개의 끈, 230개의 ARCA 검출기, 115개의 ORCA 검출기로 구성된다.현은 각각 18개의 센서 구를 가지고 있으며, 해저에 고정되고 부유물에 의해 지지된다.'디지털 광학 모듈'(DOM)이라고 불리는 각 구체의 지름은 약 43cm이며, 31개의 3인치(7.6cm) 광전자 증배관을 지원하며, 고대역폭 광 네트워크를 통해 해안에 연결됩니다.ARCA 및 ORCA 검출기에는 모두 6210개의 DOM이 포함되어 있습니다.

각 KM3NeT 설치 현장에서는 컴퓨터 팜이 우주 중성미자의 신호를 찾기 위한 첫 번째 데이터 필터를 수행한 후 중앙 KM3NeT 데이터 센터에 데이터를 스트리밍하여 저장 및 KM3NeT 과학자들의 추가 분석을 실시합니다.

깊이가 3400m인 KM3NeT-It 현장에는 TeV-PeV 범위에서 고에너지 우주 중성미자를 검출하기 위해 최적화된 보다 넓은 간격의 DOM이 있는 ARCA(Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) 검출기가 있다.그것의 줄은 길이가 650m이고 [1]: 3 [2]: 21 간격은 90m이다.

깊이가 2475m인 KM3NeT-Fr 현장에는 GeV 범위의 대기 중성미자에 최적화된 보다 촘촘한 센서로 구성된 ORCA(Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) 검출기가 배치되어 있다.이것은 20m 삼각 그리드의 115개의 문자열로 구성되어 있으며, 문자열의 DOM 간 간격은 9m입니다.전체적으로, 배열의 지름은 약 210m이고, [2]: 6 줄의 길이는 200m이다.

건설

KM3NeT 중성미자 망원경의 디자인은 매우 모듈러형이며 시공은 시간이 지남에 따라 단계적으로 이루어질 수 있습니다.2012년 KM3NeT 연구시설 구현의 첫 단계는 KM3NeT-Fr 및 KM3NeT-It 현장의 해저 인프라 구축으로 시작되었다.프로토타입 KM3NeT 디지털 광학 모듈(KM3NeT-DOM)은 ANTARES 망원경의 일부로 1년 이상 데이터를 성공적으로 수집하고 있습니다.ANTARES 망원경과 가까운 KM3NeT-Fr 설치장소는 2019년 중성미자 입자물리용 ORCA 검출기용 첫 번째 스트링 설치를 위해 준비 중이다.KM3NET-It 사이트에서는 첫 번째 시제품 KM3NeT 문자열이 약 1년 동안 데이터를 성공적으로 수집했습니다.2016년과 2017년에는 ARCA 검출기의 첫 번째 완전한 스트링이 설치되었다.2018년에 해저 케이블망이 폐쇄되었다.2019년 초, 임시 수정으로 네트워크와 첫 번째 문자열이 부활했습니다.사이트의 케이블 네트워크는 ARCA용으로 각각 115 스트링의 2개의 서브 디텍터를 설치하도록 재설계되고 있습니다.2020년 2월, ORCA 검출기의 첫 번째 단계가 6번째 스트링의 설치와 함께 완료되었다.ARCA와 ORCA는 함께 KM3NeT 건설의 두 번째 단계를 형성한다.

또한 SMO라는 프로젝트는 KM3Net에 음향 탐지(하이크폰)를 제공하여 물 속 현의 위치 감시를 돕습니다.이 기술은 현재 [3][4][5]음파를 통해 중성미자를 관찰하는 새로운 방법을 시험하고 있다.

다른 중성미자 망원경과의 관계

중성미자 검출기 설계의 경우, KM3Net는 지중해의 세 가지 파일럿 프로젝트, 즉 ANTARES 검출기, 중성미자 지중해 관측소(NEMO) 프로젝트 및 NESTOR 프로젝트의 경험을 바탕으로 구축된다.NEMO와 NESTOR 프로젝트는 둘 다 중성미자 망원경을 위한 연구와 개발 작업을 수행했지만, 망원경은 (일부 작은 프로토타입을 제외하고는) 만들어지지 않았다고 말했다.ANTARES 망원경은 2008년 5월 30일 완성되었으며, 북반구에서 가장 큰 중성미자 망원경이었다.남반구, 남극 대륙에서는 아이스큐브 중성미자 관측소가 이미 가동되고 있다.아이스큐브와 KM3NeT는 함께 전천후를 바라보며 글로벌 중성미자 전망대를 형성할 예정이다.

이미지 갤러리

  • Electronics to read out the photomultiplier tubes and calibration instrumentation inside the KM3NeT DOM

    KM3NeT DOM 내부의 광전자 증배관과 교정 계측기를 읽어내는 전자 장치

  • The KM3NeT LOM – the launching vehicle of Optical Modules – being loaded onto the RV Pelagia deployment vessel. A full string detection is rolled onto the LOM. After arrival at the seabed the string is unrolled to its full length.

    광학 모듈의 출시 차량인 KM3NeT LOM이 RV Pelagia 전개 선박에 적재됩니다.완전한 문자열 검출이 LOM으로 롤링됩니다.해저에 도착하면 끈이 풀린다.

  • A prototype KM3NeT DOM installed in the instrumentation line of the ANTARES neutrino telescope. The DOM is operational since April 2013.

    ANTARES 중성미자 망원경의 계측 라인에 설치된 KM3NeT DOM 시제품.DOM은 2013년 4월부터 가동되고 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Kouchner, Antoine (4 July 2016). High-energy neutrino searches in the Mediterranean Sea: probing the Universe with ANTARES and KM3NeT/ARCA (PDF). XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics. London. 동영상은 뉴트리노 컨퍼런스 2016 - 월요일 (1부)에서 YouTube에서 볼 수 있습니다.
  2. ^ a b Coyle, Paschal (6 July 2016). Neutrino mass hierarchy determination with KM3NeT/ORCA (PDF). XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics. London. 동영상은 뉴트리노 컨퍼런스 2016 - 수요일 유튜브에서 볼 수 있습니다.
  3. ^ "Laboratori Nazionali del Sud - Multidisciplinary submarine observatories".
  4. ^ Viola, S.; Aiello, S.; Ameli, F.; Anghinolfi, M.; Barbagallo, G.; Barbarino, G.; Barbarito, E.; Barbato, F.; Bellotti, G.; Beverini, N.; Biagi, S. (2014). "Underwater acoustic positioning system for the SMO and KM3NeT - Italia projects". AIP Conference Proceedings. 1631. Sozopol, Bulgaria: 134–137. doi:10.1063/1.4902790. hdl:11585/552297. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  5. ^ Viola, Salvatore; Ardid, Miguel; Bertin, Vincent; Lahmann, Robert; Pellegrino, Carmelo; Riccobene, Giorgio; Saldaña, Maria; Sapienza, Piera; Simeone, Francesco (2016-08-18). "Acoustic positioning system for KM3NeT". Proceedings of the 34th International Cosmic Ray Conference — PoS(ICRC2015). The Hague, The Netherlands: Sissa Medialab: 1169. doi:10.22323/1.236.1169.

추가 정보

외부 링크