- OPERA (эксперимент)
-
OPERA (англ. Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) — эксперимент по изучению нейтринных осцилляций. Он направлен на доказательство гипотезы превращения одних типов нейтрино (электронные, мюонные и тау-нейтрино) в другие. В 2010 году в рамках эксперимента были получены прямые доказательства того, что мюонные нейтрино могут превращаться в тау-нейтрино[1].
Для эксперимента используется пучок мюонных нейтрино, создаваемый протонным суперсинхротроном (SPS) ЦЕРН в Женеве направленный в подземную лабораторию Гран-Сассо (LNGS), где находится детектор OPERA, использующийся в первую очередь для выявления тау-нейтрино появляющихся от осцилляций мюонных нейтрино. Путь в 732 километра от ЦЕРН до лаборатории Гран-Сассо занимает у частиц 3 миллисекунды. Детектор проекта OPERA состоит из примерно 150 тысяч элементов (т. н. «кирпичей» (brick)) общей массой 1300 тонн: свинцовых пластин прослоенных эмульсионной плёнкой весом 8,3 кг каждая[2]. Кроме них аппарат комплектуется электронными детекторами и другой вспомогательной инфраструктурой. Его сооружение было начато в 2003 году и завершена весной-летом 2008 года. В данный момент эксперимент в своей активной фазе.
В проекте OPERA принимают участие примерно 200 физиков из 36 институтов и 13 стран, в том числе и из России[3].
Содержание
Результаты 2011 года
22 сентября 2011 года в архиве электронных препринтов появился препринт статьи, в которой авторами анализируются возможные причины, приводящие к сверхсветовой скорости перемещения нейтрино от источника до детектора[4][5]. Однозначной трактовки полученных результатов нет.
Позднее[когда?] эксперимент был повторен тем же проектом на той же установке с измененной методикой: нейтрино отправлялись короткими импульсами длительностью 3 нс с интервалом в 524 нс, в результате чего было достоверно зарегистрировано 20 нейтрино. Измерение их скорости подтвердило первоначальные предположения об их движении со сверхсветовой скоростью[6][7].
В феврале 2012 года удалось выявить некоторые предполагаемые аппаратные ошибки в работе использованного нейтринного детектора OPERA. Однако, это не прояснило ситуацию окончательно, поскольку у этих погрешностей было разноимённое (в плюс и минус) влияние, а их точная величина – не установлена. Первый возможный источник погрешности – осциллятор, который используется для получения метки времени для синхронизации с GPS, что может привести к переоценке времени полёта нейтрино. Второй — оптический разъём волокна, которое передаёт сигнал GPS на часы OPERA. Его неправильная работа, вероятно, приводит к недооценке времени полёта нейтрино.
Повторные опыты были проведены в рамках эксперимента ICARUS. Этот детектор нейтрино также расположен в лаборатории Гран-Сассо и также способен ловить частицы, посылаемые из ЦЕРНа. Результаты опытов с короткими пучками частиц на ICARUS показали, что нейтрино достигли детектора в точном соответствии с теорией, то есть они не двигались быстрее света в вакууме.
В мае 2012 года OPERA провела ряд контрольных экспериментов и пришла к окончательному выводу, что причиной ошибочного вывода о сверхсветовой скорости стал технический дефект (плохо вставленный разъём оптического кабеля)[8].
Примечания
- ↑ Физики достоверно обнаружили нейтрино-оборотни. Lenta.ru (6 марта 2010). Проверено 25 июня 2010.
- ↑ The OPERA Detector. Официальный сайт эксперимента OPERA. Проверено 25 июня 2010.
- ↑ The OPERA Collaboration. Официальный сайт эксперимента OPERA. Проверено 25 июня 2010.
- ↑ Элементы — новости науки: Эксперимент OPERA сообщает о наблюдении сверхсветовой скорости нейтрино
- ↑ http://static.arxiv.org/pdf/1109.4897.pdf
- ↑ Эксперимент OPERA подтверждает предыдущие данные о нейтрино, летящих быстрее скорости света. » DailyTechInfo - Новости науки и технологий, новинки техники
- ↑ http://inspirehep.net/record/928153/files/arXiv:1109.4897.pdf?version=3
- ↑ Эксперимент OPERA окончательно «закрыл» сверхсветовые нейтрино.
См. также
Ссылки
- Официальный сайт проекта Opera (англ.)
- arΧiv:1006.1623 N. Agafonova et al. (OPERA Collaboration), Observation of a first ντ candidate in the OPERA experiment in the CNGS beam, Submitted to Physics Letters B — публикация, посвящённая первому экспериментальному случаю превращения мюонных нейтрино в тау-нейтрино. (англ.)
- Подробно об эксперименте OPERA Статья в «Украинской технической газете»
Эксперименты и детекторы в физике нейтрино Открытия Действующие • ANITA • ANTARES • Байкал • БНО • Borexino • Daya Bay • Double Chooz • EXO • GNO • ICARUS • IceCube • KamLAND • KARMEN • LNGS • LVD • MACRO • MAJORANA • MARIACHI • MINERνA • MINOS • MiniBooNE • NA61/SHINE • NARC • NEMO • NESTOR • НЕВОД • NOνA • NuMI • OPERA • RENO • RICE • Super-Kamiokande • SNEWS • T2K • WITCH
Строящиеся • ARA • ARIANNA • KATRIN • KM3NeT • NEMO • SNO+
Закрытые • AMANDA • CDHS • CHOOZ • DONUT • GALLEX • Gargamelle • Homestake • IMB • K2K • Kamiokande • KGF • LSND • SAGE • SciBooNE • SNO • Soudan 2
Предложенные • DUSEL • Hyper-Kamiokande • INO • LAGUNA • LENA • Neutrino Factory • UNO • CUORE
Отменённые • DUMAND Project • EUSO
Категория:- Эксперименты в физике элементарных частиц
Wikimedia Foundation. 2010.