来自超冷中微子实验的第一个数据 2017-04-08 02:12:20

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CUORE塔的底部视图物理学家宣布了低温地下天文台稀有事件实验的第一个科学成果,旨在证实Majorana中微子的存在今天,一个国际核物理学家团队宣布了低温地下的第一批科学成果稀有事件天文台(CUORE)实验CUORE位于意大利INFN Gran Sasso国家实验室,旨在证实Majorana中微子的存在,科学家认为这可能是为什么在反物质上存在大量物质的关键或者换句话说:为什么我们存在于这个宇宙中实验的结果,称为CUORE-0,在意大利的INFN Gran Sasso实验室(LNGS),美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和美国的其他机构研究结果是双重的首先,CUORE-0结果是一些最敏感的约束到目前为止难以捉摸的Majorana中微子的质量随着这些新的限制,CUORE团队基本上缩小了隐藏Majorana针的干草堆的大小,使其更有可能被发现第二,实验,成功地证明了性能CUORE的新颖设计 - 由Rubik立方体大小的二氧化碲晶体制成的探测器这些塔被放置在高科技冰箱中,经过精心去污,屏蔽宇宙射线,并冷却到接近绝对零度今天的结果代表数据从一个二氧化碲晶体塔收集两年多来到今年年底,所有19个塔,每个包含52个晶体,将在线,将CUORE的灵敏度提高20倍“CUORE-0是迄今为止最大的探测器在非常接近绝对零度的温度下工作,“INFORE-Milano Bicocca的Oliviero Cremonesi博士说,CUORE合作的发言人”CUORE是预先在建造的最后阶段,它将以前所未有的敏感性研究与Majorana中微子相关的核过程

“通过CUORE-0结果,我们已经证明了我们的实验设计,材料和工艺,包括极其干净的表面,纯净的材料和精确的装配,都得到了回报,“伯克利实验室物理部门的高级教员科学家,加州大学伯克利分校物理学教授,以及美国CUORE早期合作的发言人Yury Kolomensky说

宇宙为了确定Majorana中微子,研究人员正在寻找一个指示性指示器,一种称为中微子双β衰变的稀有核过程

这个过程预计很少发生,如果有的话:每个不到一次(万亿分之一,或者每个核1个,然后是24个零点年不同于常规的双β衰变,它发出两个反中微子,中微子双β衰变不会发出中性完全是trinos就好像其中一个反中微子已经转变成中微子并被消灭或消灭 - 它的兄弟核心内部“1937年,Ettore Majorana预测中微子和反中微子可能是同一粒子的两种表现形式 - 在现代语言中,它们被称为Majorana粒子,“耶鲁大学物理学助理教授Reina Maruyama说,他是CUORE物理委员会的成员,该委员会指导数据分析”检测中微子双β衰变将直接引导我们对于Majorana粒子,给我们提示为什么宇宙比反物质有更多的物质“已知的物理定律禁止像电子和质子这样的正常带电粒子的物质 - 反物质转换但是电中性的中微子可能是一种具有特殊能力的特殊物质所提议的物质 - 反物质过渡,而现在非常罕见,如果它们发生的话在大爆炸之后可能已经在宇宙中常见了剩下的存在,然后,在所有的湮灭之后,将是我们今天看到的完整的宇宙水晶清晰度二氧化碲的CUORE晶体被包含超过50个septillion碲-133核,一种天然存在的同位素,可产生双β衰变,可能产生中微子双β衰变 在实验中,水晶塔位于一个极冷的冰箱中,称为低温恒温器,冷却至约10毫开尔文或-27314摄氏度

去年,CUORE低温恒温器创造了其最小体积的记录

在非常冷的CUORE水晶中两个核过程的存在会产生很小但精确测量的温度升高,低温恒温器内的高灵敏度温度探测器可以观察到这些温度增加对应于光谱 - 基本上是从核事件中发出的能量的量 - 双中微子双β衰变相比之下,中微子双β衰变会在2528千电子伏特的能量下产生一个特征峰

这个峰值是研究人员正在寻找的东西CUORE实验位于亚平宁山脉最高的山脉下方约一公里处

意大利,岩石屏蔽它免受宇宙射线的影响这个位置,以及实验设计,使这个检测中微子双β衰变所需的灵敏度“今天结果显示的灵敏度非常出色,”INFN Gran Sasso国家实验室主任Stefano Ragazzi说道

“INFN Gran Sasso Laboratories提供了一个全球独特的搜索超级环境的环境Majorana中微子和暗物质粒子的罕见相互作用,并且很自豪地在这些研究领域中举办最敏感的实验“”虽然还没有Majorana中微子的直接证据,但我们的团队乐观地认为CUORE能够很好地找到它,“米兰 - 比可卡大学物理学荣誉教授Ettore Fiorini说,实验的名誉创始发言人是“有各种各样的竞争,其他实验使用补充技术让CUORE几乎在同一时间开启”未来几年将会非常令人兴奋“CUORE由意大利国家核物理研究所联合支持ituto Nazionale di Fisica Nucleare(INFN)在意大利,能源部的科学办公室和美国国家科学基金会CUORE合作由来自意大利,美国,中国,法国和西班牙的157名科学家组成,并以在INFN美国CUORE团队的名为INFN Gran Sasso国家实验室(LNGS)的地下意大利设施由已故的Stuart Freedman教授领导,直到2012年他的不合时宜的过去其他现任和前Berkeley实验室成员之前未提及的CUORE合作包括美国承包商项目经理Sergio Zimmermann(工程部),前美国承包商项目经理Richard Kadel(物理部门,退休),Eugene Haller教授(UCB和材料科学部),工作人员科学家Jeffrey Beeman(MSD),Brian Fujikawa(核科学部), Sarah Morgan(工程),Alan Smith(EH&S),博士后Jacob Feintzeig(NSD)Raul Hennings-Yeomans(UCB和NSD),Ke Han(NSD,现耶鲁),袁梅(NSD)和Vive k Singh(UCB和NSD),研究生Alexey Drobizhev和Sachi Wagaarachchi(UCB和NSD),工程师David Biare,Lucio di Paolo(NSD和LNGS)和Joseph Wallig(工程)研究员Thomas Banks,博士后Thomas O'Donnell ,研究生Jonathan Ouellet,加州大学伯克利分校物理系和NSD,NSD工作人员Brian Fujikawa和前NSD博士后柯汉(现在耶鲁大学)为CUORE-0数据的分析和准备工作做出了特别重要的贡献

出版物的结果来源:劳伦斯伯克利国家实验室图片:CUORE Collaboration