ICARUS-Experiment - ICARUS experiment

ICARUS ( I Maging C Osmiumsäure A nd R sind U nderground S ignals) a ist Physik Experiment bei Studium richtet Neutrinos . Es befand sich in den Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Nach Abschluss des dortigen Betriebs wurde es am CERN zur Wiederverwendung im gleichen Neutrinostrahl von Fermilab wie die Experimente MiniBooNE , MicroBooNE und SBND (Short Baseline Near Detector) renoviert . Der ICARUS-Detektor wurde dann für den Transport zerlegt und bei Fermilab wieder zusammengebaut. Im Februar 2020 begannen Wissenschaftler des Fermilab, ICARUS abzukühlen und mit 760 Tonnen flüssigem Argon zu befüllen. Wissenschaftler hoffen, im Laufe des Jahres 2020 die ersten Messungen mit der generalüberholten ICARUS durchführen zu können.

Das ICARUS-Programm wurde 1977 von Carlo Rubbia initiiert , der einen neuen Typ von Neutrino-Detektor vorschlug . Diese werden Liquid Argon Time Projection Chambers (LAr-TPC) genannt, die die Vorteile von Blasenkammern und elektronischen Detektoren vereinen sollen und bisherige Detektoren weiterentwickelt haben. Im Rahmen des ICARUS-Programms wurden solche Detektoren mit beträchtlicher Kapazität vorgeschlagen. Nach dem ersten Laufe in Pavia im Jahr 2001 der ICARUS T600 - Detektor bei Gran Sasso , mit 760 Tonnen Flüssigkeit gefüllt Argon , in Betrieb genommen im Jahr 2010. Um zu untersuchen , Neutrino - Oszillationen und verschiedene grundlegenden Themen der modernen Physik , Neutrinos von astronomisch oder Solar-Quellen und CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS) Strahl, der 730 km entfernt vom Super Proton Synchrotron vom CERN erzeugt wurde , wurden durch die Reaktion nachgewiesen:

Die CNGS-Neutrinos werden auch vom OPERA-Experiment untersucht , daher werden diese Experimente auch CNGS1 (OPERA) und CNGS2 (ICARUS) genannt.

Die CNGS-Messungen wurden auch wichtig, als die OPERA-Gruppe im September und November 2011 bekannt gab, dass sie superluminale Neutrinos gemessen haben (siehe Überlicht-Neutrino-Anomalie ). Kurz darauf veröffentlichte die ICARUS-Kollaboration ein Papier, in dem sie argumentierten, dass die Energieverteilung der Neutrinos nicht mit superluminalen Teilchen kompatibel ist. Diese Schlussfolgerung basierte auf einer Theorie von Cohen und Sheldon Lee Glashow . Im März 2012 veröffentlichten sie eine direkte Neutrinogeschwindigkeitsmessung basierend auf sieben Neutrinosereignissen. Das Ergebnis stimmte mit der Lichtgeschwindigkeit und damit der speziellen Relativitätstheorie überein und widerspricht dem OPERA-Ergebnis. Im August 2012 wurde eine weitere Neutrinogeschwindigkeitsmessung basierend auf 25 Neutrinoereignissen mit erhöhter Genauigkeit und Statistik veröffentlicht, wiederum in Übereinstimmung mit der Lichtgeschwindigkeit, siehe Messungen der Neutrinogeschwindigkeit .

Der ICARUS-Detektor zog im Juli 2017 für ein neues Neutrino-Experiment nach Fermilab.

Ab Februar 2020 soll ICARUS im Laufe des Jahres 2020 den Betrieb aufnehmen.

Im Mai 2021 kündigte Fermilab an, dass ICARUS im Herbst 2021 mit der Datenerhebung beginnen werde.

Verweise

  1. ^ Jepsen, Kathryn (22. April 2015). „Italienisches Neutrino-Experiment soll in die USA übersiedeln“ . Symmetrie-Magazin . Abgerufen 2015-05-08 .
  2. ^ a b Steffel, Catherine N. (2. März 2020). "ICARUS bereitet sich darauf vor, ein viertes Neutrino zu jagen" . symmetrymagazine.org . Abgerufen am 3. März 2020 .
  3. ^ Rubbia, C. (16. Mai 1977). "Die Flüssig-Argon-Zeitprojektionskammer: ein neues Konzept für Neutrino-Detektoren" (PDF) . CERN. CERN-EP/77-08. Cite Journal erfordert |journal=( Hilfe )
  4. ^ Cerri, Claudio; Sergiampietri, Franco (März 1977). "Test eines Flüssigargonkalorimeters mit sehr dünner Probenahme". Nukleare Instrumente und Methoden . 141 (2): 207–218. Bibcode : 1977NucIM.141..207C . doi : 10.1016/0029-554X(77)90769-8 .
  5. ^ ICARUS-Kollaboration (2011). "Untertagebetrieb des ICARUS T600 LAr-TPC: erste Ergebnisse". Zeitschrift für Instrumentierung . 6 (7): 7011. arXiv : 1106.0975 . Bibcode : 2011JInst...6.7011R . doi : 10.1088/1748-0221/6/07/P07011 .
  6. ^ a b ICARUS-Kollaboration (2012). „Messung der Neutrinogeschwindigkeit mit dem ICARUS-Detektor am CNGS-Strahl“. Physik Buchstaben B . 713 (1): 17–22. arXiv : 1203.3433 . Bibcode : 2012PhLB..713...17A . doi : 10.1016/j.physletb.2012.05.033 .
  7. ^ ICARUS-Kollaboration (2012). „Eine Suche nach dem Analogon zur Cherenkov-Strahlung durch hochenergetische Neutrinos bei Überlichtgeschwindigkeit in ICARUS“. Physik Buchstaben B . 711 (3–4): 270–275. arXiv : 1110.3763 . Bibcode : 2012PhLB..711..270I . doi : 10.1016/j.physletb.2012.04.014 .
  8. ^ ICARUS-Kollaboration (2012). „Präzisionsmessung der Neutrinogeschwindigkeit mit dem ICARUS-Detektor im CNGS-Strahl“. Zeitschrift für Hochenergiephysik . 2012 (11): 49. arXiv : 1208,2629 . Bibcode : 2012JHEP...11..049A . doi : 10.1007/JHEP11(2012)049 .
  9. ^ "Fermilab | Newsroom | Pressemitteilungen | 22. April 2015: ICARUS-Neutrino-Experiment wechselt zu Fermilab" . www.fnal.gov . Abgerufen 2015-08-11 .
  10. ^ "IKARUS kommt im Fermilab an | Nachrichten" . news.fnal.gov .
  11. ^ Barbu, Brianna. "ICARUS macht sich flugbereit" . Fermilab . Abgerufen am 23. September 2021 .

Externe Links