Войти
Координаты : 45 ° 10′43 ″ N 6 ° 41′20 ″ E / 45,1785471 ° N, 6,6890208 ° E / 45,1785471; 6.6890208
Нейтрино Этторе Майорана Обсерватория (эксперимент NEMO ) - это международное сотрудничество ученых, занимающихся поиском безнейтринного двойного бета-распада ( 0νββ). Сотрудничество активно с 1989 года. Наблюдение за 0νββ указывает на то, что нейтрино являются частицами Майораны и могут быть использованы для измерения массы нейтрино. Он находится в подземной лаборатории Модана (LSM) в туннеле на дороге Фрежюс. В эксперименте (по состоянию на 2018 год) было 3 детектора, NEMO-1, NEMO-2, NEMO-3 (и демонстрационный модуль SuperNEMO-детектора), и планируется (по состоянию на 2018 год) построить новый детектор SuperNEMO. Прототипы детекторов NEMO-1 и NEMO-2 использовались до 1997 года. Последний эксперимент NEMO-3 находился в стадии проектирования и строительства с 1994 года, данные собирались с января 2003 года по январь 2011 года, а окончательный анализ данных был опубликован в 2018 году. Детекторы NEMO-3 и 2 производили измерения двойных распадов нейтрино и пределов безнейтринного двойного бета-распада для ряда элементов, таких как молибден-100 и селен-82. Эти времена двойного бета-распада являются важным вкладом в понимание ядра и необходимы для исследований безнейтринных распадов, которые ограничивают массу нейтрино.
Сотрудничество NEMO остается активным и создает улучшенный детектор SuperNEMO. Планирование SuperNEMO и ввод в эксплуатацию демонстрационного модуля SuperNEMO продолжается по состоянию на 2019 год.
В других экспериментах 0νββ используется тот же материал для источника двойных бета-распадов и детектора. Это позволяет использовать большую массу исходного материала и, таким образом, максимизировать чувствительность эксперимента, но ограничивает его гибкость. NEMO использует другой подход, используя тонкую фольгу исходного материала, окруженную отдельным отслеживающим калориметром.
. Это позволяет использовать любой исходный материал, который может быть сформирован в тонкую фольгу. Кроме того, поскольку его отслеживание более точное, оно может надежно обнаруживать, приходят ли два электрона из одного и того же места, тем самым уменьшая количество ложных обнаружений двойных бета-распадов.
Эксперимент имеет цилиндрическую форму с 20 секторами, которые содержат различные изотопы в виде тонких фольг с общей поверхностью около 20 мкм. Основными изотопами, используемыми для поиска безнейтринного двойного бета-распада, являются около 7 кг обогащенного молибдена-100 и около 1 кг селена-82. Эксперимент также содержит меньшие количества фольги кадмия-116, неодима-150, циркония-96 и кальция-48. Фольги из теллура и меди используются для измерения фона.
Следящий детектор на каждой стороне фольги обнаруживает электроны и позитроны от двойного бета-распада. Их идентифицируют по их кривизне в магнитном поле, а энергия частиц измеряется калориметром. В 0νββ сумма энергий электрона и позитрона будет (значение Q ), высвобождаемой при двойном бета-распаде. При стандартном двойном бета-распаде нейтрино, которые нельзя наблюдать напрямую, уменьшают обнаруженную энергию.
Безнейтринный двойной бета-распад (0νββ) не наблюдался за 5 лет сбора данных, и для нескольких изотопов были установлены ограничения.
NEMO-2 сообщил о пределах 0νββ для Majoron моделей Mo, Cd, Se и Zr.
NEMO-3 сообщил о точности 2νββ периодов полураспада для своих 7 изотопов и Пределы 0νββ для Zr, Ca, Nd в Neutrino08.
NEMO-3 сообщил о 2νββ и более предельных значениях 0νββ на SUSY08.
В 2014 году NEMO-3 сообщил о поиске 0νββ в 47 кг / год молибдена-100 дал T 1/2>1,1 × 10 лет. Это можно перевести в верхний предел эффективной массы нейтрино: m v< 0.3–0.9 eV, depending on the nuclear model.
NEMO 2νββ Измерения периода полураспада
| Нуклид | Период полураспада, лет |
|---|---|
| Ca | 4,4 + 0,5. -0,4 ± 0,4 × 10 |
| Se | 9,6 ± 0,3 ± 1,0 × 10 |
| Zr | 2,35 ± 0,14 ± 0,16 × 10 |
| Cd | 2,8 ± 0,1 ± 0,3 × 10 |
| Te | 7,0 ± 0,9 (стат) ± 1,1 (сист) × 10 |
| Nd | 9,11 + 0,25. -0,22 ± 0,63 × 10 |
| Mo | 7,11 ± 0,02 (стат) ± 0,54 (сист) × 10 |
Наивысший NEMO 0νββ Нижние пределы распада
| Изотоп | T1/2 (yr) | Предел массы нейтрино (эВ) |
|---|---|---|
| Se | 2,1 × 10 | |
| Mo | 1,1 × 10 | 0,9 |
| Cd | 1,6 × 10 | |
| Zr | 8,6 × 10 | 20,1 |
| Nd | 1,8 × 10 | 6,3 |
| Ca | 1,3 × 10 | 29,7 |
Распад Zr особенно актуален из-за его высокой добротности и использования в поиске. для зависимости физических констант от времени. Геохимические измерения ZrSiO 4 позволяют сравнить его исторические и текущие уровни путем извлечения результирующего Mo.
Окончательные результаты NEMO-3 были опубликованы в 2018 году.
.
Эксперимент следующего поколения, SuperNEMO, находится в стадии разработки. Он основан на технологии, использованной в эксперименте NEMO-3, но будет более чем в десять раз больше. Детектор SuperNEMO будет состоять из 20 модулей, каждый из которых будет содержать примерно 5 кг обогащенного изотопа двойного бета-распада, излучающего в виде тонкой фольги. В настоящее время идет установка первого модуля (с использованием селена-82) в LSM, сбор данных ожидается во второй половине 2015 года. С 2019 года ввод в эксплуатацию демонстрационного модуля SuperNEMO (в основном один из 20 модулей весь SuperNEMO), и сотрудничество продолжает план создания всего 20-модульного детектора SuperNEMO.
