뉴트리노 에토레 메이저나 천문대

Neutrino Ettore Majorana Observatory
NEMO라고도 축약된 Neutriino 지중해 천문대와 혼동하지 않기 위해서입니다.
다른 용도는 Nemo(동음이의)를 참조하십시오.

좌표:45°10′43″N 6°41′20″E/45.1785471°N 6.6890208°E/ 45.1785471; 6.6890208

Neutrino Ettore Majorana 천문대(NEMO 실험)는 중성미자 이중 베타 붕괴(0νβ3타)를 찾는 과학자들의 국제적 협력이다.이 협회는 1989년부터 활발히 활동하고 있다.0νβ3의 관찰은 중성미자가 Majorana 입자임을 나타내며 중성미자 질량을 측정하는 데 사용될 수 있다.프레주스 도로 터널의 모다인 지하 실험실(LSM)에 위치한다.이 실험은 (2018년 기준) NEMO-1, NEMO-2, NEMO-3(및 SuperNEMO-Detector의 시승 모듈)의 3개 검출기를 보유하고 있으며 (2018년 기준) 새로운 검출기 SuperNEMO를 구축할 계획이다.[1]NEMO-1과 NEMO-2 프로토타입 검출기는 1997년까지 사용되었다.최근 실험한 NEMO-3는 1994년부터 설계와 시공에 들어가 2003년 1월부터 2011년 1월까지 데이터를 가져갔고 2018년 최종 데이터 분석이 발표됐다.[2]NEMO-2와 NEMO-3 검출기는 몰리브덴-100과 셀레늄-82와 같은 다수의 원소에 대해 이중 중성미자 해독 및 중성미자 이중 베타 붕괴에 대한 한계를 측정했다.이러한 이중 베타 붕괴 시간은 핵의 이해에 중요한 기여를 하며 중성미자 붕괴 연구에 필요한 입력으로 중성미자 덩어리를 구속한다.null

NEMO 협력은 여전히[3] 활발하며 개선된 SuperNEMO 검출기를 만들고 있다.2019년 현재 SuperNEMO의 계획 및 SuperNEMO 시승 모듈 시운전이 진행 중이다.[2]null

실험

다른 0˚3β 실험에서는 이중 베타 디케이와 검출기의 출처에 동일한 물질을 사용한다.이를 통해 대량의 소스 재료를 사용할 수 있어 실험의 민감도를 극대화하지만 그 유연성은 제한된다.NEMO는 별도의 추적 칼로리계로 둘러싸인 소스 소재의 얇은 포일을 사용하여 다른 접근 방식을 취한다.null

이것은 얇은 호일로 형성될 수 있는 어떤 소스 재료도 사용할 수 있게 한다.또 추적 정확도가 높아 두 전자가 같은 곳에서 왔는지 신뢰성 있게 검출할 수 있어 이중 베타데이의 잘못된 탐지를 줄일 수 있다.null

이 실험은 총 표면이 약 20m인2 얇은 포일 형태로 서로 다른 동위원소를 함유한 20개 섹터를 가진 원통형 모양을 하고 있다.중성미자 이중 베타 붕괴 검색에 사용되는 주요 동위원소는 약 7kg의 농축 몰리브덴-100과 약 1kg의 셀레늄-82이다.이 실험은 또한 더 적은 양의 카드뮴-116, 네오디뮴-150, 지르코늄-96, 칼슘-48 포일을 포함하고 있다.텔루륨과 구리 포일은 배경 측정에 사용된다.null

포일의 양쪽에 있는 추적 검출기는 이중 베타 붕괴로부터 전자와 양전자를 검출한다.그들은 자기장에서 곡률로 식별되고 입자 에너지는 칼로리미터로 측정된다.0˚3β에서 전자와 양전자 에너지의 합은 이중 베타 붕괴에서 방출되는 (Q 값)이 될 것이다.표준 이중 베타 붕괴의 경우 직접 관찰할 수 없는 중성미자가 검출된 에너지를 감소시킨다.null

결과.

중성미자 이중 베타 붕괴(0νββ)는 5년간 데이터 수집 기간 동안 관찰되지 않았으며 여러 동위원소에 대한 제한이 설정되었다.null

NEMO-2는 Mo, Cd, Se, Zr의 Majoron 모델에 대해 0νβ 한계를 보고하였다.[4]null

NEMO-3는 Neutriino08에서 7개 동위원소에 대한 정밀 2 βββ 반 리브와 Zr, Ca, Nd에 대한 0 β 한계를 보고했다.[5]null

NEMO-3는 SUSY08에서 2 ββ 및 더 많은 0 β 한계를 보고하였다.[6]

2014년 NEMO-3는 47kg에서 몰리브데넘-100의 0ββ3에 대한 탐색을 보고했으며 T는1/2 1.1×10년24 이상이었다.이는 핵 모델에 따라 유효v 중성미자 질량 m < 0.3–0.9 eV>의 상한으로 해석할 수 있다.[7]null

NEMO 2νββ 반감기 측정

뉴클리드 반감기, 년
48CA 4.4+0.5
−0.4 ± 0.4 ×1019
82SE 9.6 ± 0.3 ± 1.0 ×1019
96Zr 2.35 ± 0.14 ± 0.16 ×1019
116cd 2.8 ± 0.1 ± 0.3 ×1019
130Te 7.0 ± 0.9(통계) ± 1.1(시스템) ×1020[8]
150ND 9.11+0.25
−0.22 ± 0.63 ×1018
100모 7.11 ± 0.02(통계분석) ± 0.54(시스템) ×1018

NEMO 최고 0νβ / 붕괴 하한

동위원소 T1/2(yr) 중성미자 질량 한계(eV)
82SE 2.1×1023
100모 1.1×1024 0.9
116cd 1.6×1022
96Zr 8.6×1021 20.1
150ND 1.8×1022 6.3
48CA 1.3×1022 29.7

Zr 붕괴는 Q가 높고 물리적 상수의 시간 의존성을 찾는 데 사용되기 때문에 특히 관련이 있다.ZrSiO의4 지질학적 측정은 결과 Mo를 추출하여 역사적 및 현재 비율을 비교할 수 있다.[9]

NEMO-3의 최종 결과는 2018년에 발표되었다.[2]null


슈퍼네모

차세대 실험인 SuperNEMO가 건설 중이다.NEMO-3 실험에서 사용한 기술을 바탕으로 하지만 10배 이상의 요인이 될 것이다.[10]SuperNEMO 검출기는 얇은 호일 형태로 약 5 kg의 농축 이중 베타 붕괴 동위원소를 포함하는 20개의 모듈로 구성된다.LSM에 첫 번째 모듈(셀레늄-82 사용) 설치가 진행 중이며, 2015년 하반기에 데이터가 소요될 것으로 예상된다.[11]2019년 현재 SuperNEMO 실증 모듈(기본적으로 SuperNEMO 전체의 20계수 중 하나)의 시운전이 진행 중이며, 20계수 SuperNEMO 검출기를 통째로 제작할 계획을 세우고 있다.[2]null

참조

  1. ^ "SuperNEMO".
  2. ^ a b c d http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/dbd18/Data/Prog/S0303_Patrick.pdf
  3. ^ "NEMO3 / SuperNEMO International Collaboration Meeting". Caen. 13–16 October 2014. Retrieved 2015-04-23.
  4. ^ NEMO collaboration (9 October 2000). "Limits on different Majoron decay modes of 100Mo, 116Cd, 82Se and 96Zr for neutrinoless double beta decays in the NEMO-2 experiment". Nuclear Physics A. 678 (3): 341–352. Bibcode:2000NuPhA.678..341A. doi:10.1016/S0375-9474(00)00326-2.
  5. ^ Flack, R. L.; for the NEMO 3 collaboration (2008). "Results from NEMO 3". Journal of Physics: Conference Series. 136 (2): 022032. arXiv:0810.5497. Bibcode:2008JPhCS.136b2032F. doi:10.1088/1742-6596/136/2/022032.
  6. ^ NEMO 3 Collaboration (2009). "Neutrinoless double beta decay search with the NEMO 3 experiment". AIP Conf. Proc. 1078 (1078): 332–334. arXiv:0810.0637. Bibcode:2008AIPC.1078..332N. doi:10.1063/1.3051951.
  7. ^ NEMO-3 Collaboration (2014). "Search for Neutrinoless Double-Beta Decay of 100Mo with the NEMO-3 Detector". Phys. Rev. D. 89 (11): 111101. arXiv:1311.5695. Bibcode:2014PhRvD..89k1101A. doi:10.1103/PhysRevD.89.111101.
  8. ^ Arnold, R.; Augier, C.; Baker, J.; Barabash, A. S.; Basharina-Freshville, A.; Blondel, S.; Bongrand, M.; Broudin-Bay, G.; Brudanin, V.; Caffrey, A. J.; Chapon, A.; Chauveau, E.; Durand, D.; Egorov, V.; Flack, R.; Garrido, X.; Grozier, J.; Guillon, B.; Hubert, Ph.; Hugon, C.; Jackson, C. M.; Jullian, S.; Kauer, M.; Klimenko, A.; Kochetov, O.; Konovalov, S. I.; Kovalenko, V.; Lalanne, D.; Lamhamdi, T.; Lang, K.; Liptak, Z.; Lutter, G.; Mamedov, F.; Marquet, Ch.; Martin-Albo, J.; Mauger, F.; Mott, J.; Nachab, A.; Nemchenok, I.; Nguyen, C. H.; Nova, F.; Novella, P.; Ohsumi, H.; Pahlka, R. B.; Perrot, F.; Piquemal, F.; Reyss, J. L.; Richards, B.; Ricol, J. S.; Saakyan, R.; Sarazin, X.; Simard, L.; Šimkovic, F.; Shitov, Yu.; Smolnikov, A.; Söldner-Rembold, S.; Štekl, I.; Suhonen, J.; Sutton, C. S.; Szklarz, G.; Thomas, J.; Timkin, V.; Torre, S.; Tretyak, V. I.; Umatov, V.; Vála, L.; Vanyushin, I.; Vasiliev, V.; Vorobel, V.; Vylov, Ts.; Zukauskas, A.; et al. (NEMO-3 Collaboration) (4 August 2011). "Measurement of the ββ Decay Half-Life of 130Te with the NEMO-3 Detector". Physical Review Letters. 107 (6): 062504. arXiv:1104.3716. Bibcode:2011PhRvL.107f2504A. doi:10.1103/PhysRevLett.107.062504. PMID 21902318.
  9. ^ Wieser, Michael; De Laeter, John (2001). "Evidence of the double β decay of zirconium-96 measured in 1.8×109 year-old zircons". Physical Review C. 64 (2): 024308. Bibcode:2001PhRvC..64b4308W. doi:10.1103/PhysRevC.64.024308.
  10. ^ R. Arnold; et al. (2010). "Probing new physics models of neutrinoless double beta decay with SuperNEMO" (PDF). European Physical Journal C. 70 (4): 927–943. arXiv:1005.1241. Bibcode:2010EPJC...70..927A. doi:10.1140/epjc/s10052-010-1481-5.
  11. ^ Gómez Maluenda, Héctor (3 Jul 2014). Latest results of NEMO-3 experiment and present status of SuperNEMO. ICHEP2014: The 37th International Conference on High Energy Physics. Valencia. Retrieved 2015-04-23. SuperNEMO is at present under construction after a R&D phase (started in 2007) which concluded that all the requirements are achievable. First phase is the construction of a first module that has been started in 2012 and will finish during 2015, when the data taking is expected to start.

외부 링크