Sprawozdanie z IV Międzynarodowej Konferencji Nowej Fizyki ...

neutrino.fuw.edu.pl

Sprawozdanie z IV Międzynarodowej Konferencji Nowej Fizyki ...

Sprawozdanie z IV Międzynarodowej

Konferencji Nowej Fizyki

Nieakceleratorowej (NANP'03)

Justyna Łagoda

17/10/2003

1


O konferencji

IV konferencja o tej tematyce

(pierwsza w 1997)

motyw przewodni –

komplementarność badań

akceleratorowych

i nieakceleratorowych

organizowana przez Joint

Institute for Nuclear Research

(Dubna) i Institute for Nuclear

Research of the Russian

Academy of Science (Moskwa)

23-28 czerwca 2003

w Dubnej

17/10/2003

2


Sesje konferencyjne

Neutrino Physics

Solar Neutrino Physics

Reactor and Accelerator Neutrinos

Non-baryonic dark matter

Double beta decay. Experiment, theory, future experiments.

Study of Neutrino Properties and Rare Decays

Rare processes, CP,T-violations

New physics beyond the Standard Model

Experimental facilities to probe new physics

Astrophysics and ultra high energy cosmic rays

High energy muons

17/10/2003

3


Ultra energetyczne neutrina

prezentacje wielkich „naturalnych” teleskopów neutrinowych

Baikal, Amanda/IceCube, Antares, Nestor...

cele eksperymentów:

badanie ultra energetycznych

neutrin

badanie składu pierwotnego

promieniowania kosmicznego

poszukiwanie monopoli

magnetycznych, WIMPów...

17/10/2003

4


Amanda:

Eksperymenty na Antarktydzie

677 fotopowielaczy

umieszczonych w lodzie (na

głębokości 1-2 km) rejestruje

światło czerenkowskie

szybkich cząstek

powstających

w oddziaływaniach neutrin

17/10/2003

5


Amanda

poszukiwanie źródeł punktowych na półkuli północnej (neutrina

przechodzące przez Ziemię) – znaleziono sygnał neutrin m.in.

od mgławicy Krab, źródła Cygnus X-3 i innych

poszukiwanie korelacji z błyskami gamma – jak dotąd nie

stwierdzono (dla 218 rozbłysków)

poszukiwanie pozaziemskich

ultraenergetycznych (~1PeV)

neutrin

monitorowanie supernowych

(Amanda II – 95% Galaktyki, Ice

Cube – do Wielkiego Obłoku

Magellana)

17/10/2003

6


IceCube

Ice Cube – następca Amandy:

rozbudowa w latach 2004-2010

do 4800 fotopowielaczy, które

pokryją obszar 1 km 3

17/10/2003

7


RICE:

RICE i Anita

anteny przymocowane do lin przytrzymujących fotopowielacze

Amandy (200 m)

wykrywanie kaskad elektromagnetycznych przy pomocy fal

radiowych (500 Mhz)

przezroczystość lodu pozwala na detekcję w promieniu km (dla 1

PeV)

Anita (2006):

eksperyment

balonowy na

wysokości 37 km

obszar obserwacji

– 1.5 mln km 2

17/10/2003

8


Baikal

192 fotopowielacze

poszukiwanie zimnej

ciemnej materii

(zakłada się neutralina)

poprzez reakcję:

χ + χ → b + b


c + μ + ν μ

w przyszłości:

1308 fotopowielaczy,

0.7-0.9 km 3

17/10/2003

9


Antares

głębokość 2.5 km

w trakcie konstrukcji,

start w 2006, 0.1 km 2

900 modułów optycznych

17/10/2003

10


Nestor

głębokość 5.2 km

168 fotopowielaczy

17/10/2003

11


Salt Neutrino Detector

detekcja fal radiowych

sól: wysoka gęstość, duży

współczynnik załamania światła

i mała długość radiacyjna

detektor w kształcie sześcianu

o boku 2 km

17/10/2003

12


AMS

2005, zakłada się 3 lata pracy na ISS

badanie składu promieniowania kosmicznego

poszukiwanie antymaterii

poszukiwanie ciemnej materii (anihilacja neutralin w pary

elektron-pozyton, proton-antyproton)

17/10/2003

13


Podwójny bezneutrinowy rozpad β

Pozwala na:

pomiar absolutnych wartości masy neutrina

sprawdzenie czy neutrino jest cząstką Diraca czy Majorany

Poszukiwanie z użyciem różnych izotopów:

Heidelberg-Moscow

NEMO

Solotvina

dużo projektów na przyszłość

17/10/2003

14


Heidelberg-Moscow

eksperyment w Gran

Sasso

rozpady germanu 76

10.9 kg wzbogaconego

(86%) germanu

nie ma dowodu

na podwójny

bezneutrinowy

rozpad β

limity:

T 1/2

(2β2ν)=(1.78±0.1)*10 21 y

T 1/2

(2β0ν)>1.55*10 25 y (@90% C.L.)

17/10/2003

15


NEMO-3

start w lutym 2003

detektor śladowy (komory dryfowe)

molibden 100, selen 82, kadm 116,

tellur 130, neodym 150, cyrkon 96,

wapń 48

spodziewane limity po 5 latach

pracy:

T 1/2

(2β0ν)>8*10 24 y

m ν

6*10 22 y

17/10/2003

16


Solotvina

detekcja światła scyntylacyjnego kryształów CdWO 4

za pomocą

2 fotopowielaczy

różne izotopy kadmu i wolframu

limity:

116 Cd T 1/2

(2β2ν)=2.9*10 19 y

T 1/2

(2β0ν)=1.7*10 23 y

m ν

3.7*10 18 y

T 1/2

(2β0ν)=1.1*10 21 y

17/10/2003

17


Przyszłość 2β0ν

CAMEO kadm 116 30 kg 0.3 eV

scyntylatory z kryształów CdWO 4

włożone w Borexino

Cuore tellur 130 250 kg 0.05-0.2 eV

ok. 1000 bolometrów z tlenku telluru

Genius german 76 860 kg 0.015-0.05 eV

detektor germanowy zanurzony w ciekłym azocie

Majorana german 76 500 kg 0.05-0.15 eV

chłodzony detektor germanowy

EXO ksenon 136 1-10 ton 0.03-0.05 eV

gazowa TPC+fotopowielacze

17/10/2003

18


Ciemna materia

tylko ok. 5% masy Wszechświata to „zwykła” materia, 65% to

tzw. ciemna energia, a 30% - ciemna materia

jej obecność jest wykrywana poprzez grawitacyjne

oddziaływanie na „zwykłą” materię

słabo oddziałujące masywne

(1 GeV – 1 TeV) cząstki

(WIMPy) – neutralina, aksjony,

aksina, sneutrina?

masywne zwarte obiekty

z halo galaktycznego

(MACHO) – czarne dziury,

brązowe karły?

17/10/2003

19


Edelweiss

1 kg chłodzonego germanu, detektory wykrywające ciepło

i jonizację

po 3 latach – 2 podejrzane przypadki

Przyszłość: 36 kg Ge

17/10/2003

20


Zeplin

wykorzystuje scyntylacje powstające

w ciekłym ksenonie

jednolitrowy detektor pracuje od 2001

17/10/2003

21


detektor ciekło-gazowy

Detektor dwufazowy

jednorodne pole elektryczne przyłożone prostopadle do

powierzchni cieczy

następuje oddziaływanie – fotopowielacze wykrywają pierwszy

błysk – scyntylacyjny

elektrony jonizacji dryfują w kierunku powierzchni cieczy

przy przejściu do gazu następuje drugi błysk –

elektroluminescencyjny

17/10/2003

22


Zeplin II i III

detektory dwufazowe

30 kg ciekłego ksenonu

Zeplin III będzie zawierał 50 kg ksenonu

17/10/2003

23


Eksperymenty neutrinowe

wszystkie obecnie działające i planowane wkrótce

eksperymenty:

LBL – K2K, Opera, Icarus, Minos, Gulf of Taranto

słoneczne – Gallex/GNO, Borexino, SNO

atmosferyczne – Macro, SuperK

reaktorowe – KamLAND

teleskopy

17/10/2003

24


LBL – Opera – appearance

poszukiwanie

sygnału ν τ

w wiązce ν μ

średnia energia

wiązki ok. 17

GeV,L=732 km

17/10/2003

25


LBL – Opera – detektor

detektor hybrydowy – emulsje jądrowe(rozdzielczość 0.5 μm)

przekładane scyntylatorami, spektrometr mionowy

w ciągu 5 lat: 17.2 przypadków przy 1.06 tła.

17/10/2003

26


LBL – Minos – disappearance

kalorymetr stalowo-scyntylatorowy (sandwich)

2 detektory – bliski (monitorujący wiązkę) i daleki (L=735 km)

wiązkę można „przełączyć” w 3 zakresy energii

start w 2005

17/10/2003

27


LBL – Gulf of Taranto – off-axis

wiązka CNGS przechodzi nad Zatoką Taranto

gdyby układ magnesów w CERN został zmodyfikowany, by

energia wiązki wynosiła 4 GeV, w głębi zatoki powstałaby

wiązka off-axis o energii 800 MeV

idealne miejsce do pomiaru θ 13

podwodny detektor

czerenkowski

17/10/2003

28


Podsumowanie

Niekoniecznie potrzeba akceleratorów, by poszukiwać nowej

fizyki

Jest już kilka wyników eksperymentów, ale najciekawsze wciąż

jeszcze przed nami...

Bardzo duża aktywność, zarówno w poszukiwaniu nowych

teorii, jak i obmyślaniu nowych eksperymentów

Kolejne konferencje będą bardzo ciekawe...

17/10/2003

29

More magazines by this user
Similar magazines