OPERA 실험

OPERA experiment
「OPERA」는 여기서 리다이렉트 됩니다.기타 용도는 Opera(동음이의)를 참조하십시오.

OPERA는 뮤온 중성미자 진동으로부터 타우 중성미자를 검출하기 위한 과학 실험에 사용된 기구이다.이 실험은 스위스 제네바의 CERN과 이탈리아 그란사소의 Laboratori Nazionali del Gran Sasso(LNGS)가 공동으로 수행한 것으로 CERN 중성미자에서 그란사소(CNGS) 중성미자 빔을 사용합니다.

이 과정은 CERN의 슈퍼 프로톤 싱크로트론(SPS)에서 나오는 양성자가 탄소 표적을 향해 펄스로 발사되어 파이온과 카이온을 생성하는 것으로 시작되었습니다.이 입자들은 뮤온과 중성미자를 [1]생성하기 위해 분해된다.

CERN의 빔은 2012년 [2]12월 3일에 중단되어 데이터 수집이 종료되었지만 수집된 데이터의 분석은 계속되었습니다.

검출기

OPERA는 Gran Sasso 지하 연구소의 Hall C에 있으며 2003-2008년에 건설되었습니다.타우 중성미자의 상호작용에서 발생하는 황소는 납 시트와 함께 결합된 사진 필름(핵 유제)의 "브릭스"에서 관찰된다.각 벽돌의 무게는 8.3 kg이다. 두 OPERA 슈퍼 모듈에는 플라스틱 섬광기 카운터가 연결된 평행 벽면에 150,000개의 벽돌을 배치한다.각 슈퍼 모듈에는 투과 입자의 운동량과 전하 식별을 위한 자기 분광계가 뒤따른다.데이터 수집 중 중성미자 상호작용과 그에 대응하는 브릭은 섬광기와 분광계에 의해 실시간으로 태그된다.이 벽돌은 필름 현상, 스캔 및 타우 [3]붕괴의 위상 및 운동학적 탐사를 위해 빔에 대해 비동기적으로 벽에서 추출됩니다.

타우 중성미자

총 5개의 타우 중성미자가 검출되었다.2010년 5월 31일, OPERA 연구진은 뮤온 중성미자 [4]빔에서 최초의 타우 중성미자 후보 이벤트를 관찰했다.2012년 6월 6일, OPERA는 두 번째 타우 중성미자 이벤트를 [5]관측했다고 발표했다.2013년 3월 26일, 실험은 CERN에서 [6]LNGS로 이동하는 동안 타우 중성미자로 진동하는 뮤온 중성미자를 세 번째로 포착했다.네 번째 것은 2014년에 발견되었고 다섯 번째 [7]것은 2015년에 발견되었다.

비행 시간 측정

주요 기사:광속보다 빠른 중성미자 이상 및 중성미자 속도 측정

2011년 9월 OPERA 연구진은 뮤온 중성미자가 빛의 [8]속도보다 빠르게 이동하는 것을 관찰했다.2012년 2월과 3월, OPERA의 연구원들은 이 결과를 GPS 수신기와 컴퓨터의 전자 카드를 연결하는 느슨한 광섬유 케이블 탓으로 돌렸다.2012년 3월 16일, 보고서는 같은 실험실에서 CNGS 중성미자 빔을 사용하는 독립적인 실험을 발표했지만, 이번에는 ICARUS 검출기가 중성미자의 속도와 [9]빛의 속도 사이에 눈에 띄는 차이를 발견하지 못했다.2012년 5월 BOREXINO, ICARUS, LVD 및 OPERA 실험에서는 모두 단펄스 빔으로 중성미자 속도를 측정하여 광속과의 합치를 얻어 원래의 OPERA 결과가 [10]잘못되었음을 보여주었다.마침내 2012년 7월에 OPERA 콜라보레이션이 결과를 업데이트했습니다.위에서 언급한 기구적 효과를 고려한 후 중성미자의 속도가 [11]빛의 속도와 일치함을 보여주었다.이는 2013년 [12]5월 개선된 새로운 측정 세트를 통해 확인되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ Al-Khalili, J. (18 November 2011). "Faster than the speed of light?". Jim's Blog. Archived from the original on 1 February 2014. Retrieved 31 August 2013.
  2. ^ "[OPERA]: News and Updates". 21 May 2018. 3 December 2012 After 5 years of operation the CNGS beam was stopped. In total it was 17.97×1019 protons on target provided by the CNGS.
  3. ^ "The Opera Detector". OPERA. Retrieved 25 September 2011.
  4. ^ Agafonova, N.; et al. (OPERA Collaboration) (2010). "Observation of a first ντ candidate event in the OPERA experiment in the CNGS beam". Physics Letters B. 691 (3): 138–145. arXiv:1006.1623. Bibcode:2010PhLB..691..138A. doi:10.1016/j.physletb.2010.06.022.
  5. ^ "OPERA Observes the Second Tau Neutrino" (Press release). Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. 6 June 2012. Retrieved 8 June 2012.
  6. ^ Jepsen, K. (26 March 2013). "OPERA snags third tau neutrino". Symmetry Magazine. Retrieved 27 March 2013.
  7. ^ O'Luanaigh, C. (6 October 2015). "OPERA detects its fifth tau neutrino". Retrieved 8 February 2017.
  8. ^ Adam, T.; et al. (OPERA collaboration) (17 November 2011). "Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam". arXiv:1109.4897v1 [hep-ex].
  9. ^ Brumfiel, G. (16 March 2012). "Neutrinos not faster than light". Nature News. doi:10.1038/nature.2012.10249. S2CID 119620081. Retrieved 12 March 2013.
  10. ^ "Neutrinos sent from CERN to Gran Sasso respect the cosmic speed limit" (Press release). CERN. 8 June 2012. Archived from the original on 22 February 2014. Retrieved 8 June 2012.
  11. ^ Adam, T.; et al. (OPERA collaboration) (2012). "Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam". Journal of High Energy Physics. 2012 (10): 93. arXiv:1109.4897. Bibcode:2012JHEP...10..093A. doi:10.1007/JHEP10(2012)093. S2CID 17652398.
  12. ^ Adam, T.; et al. (OPERA collaboration) (2013). "Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam using the 2012 dedicated data". Journal of High Energy Physics. 1: 153. arXiv:1212.1276. Bibcode:2013JHEP...01..153A. doi:10.1007/JHEP01(2013)153. S2CID 119258343.

외부 링크

좌표:42°28ºN 13°34°E/42.46°N 13.57°E/ 42.46; 13.57