Chooz ( francés: [ʃo] ) [1] fue un breve experimento de oscilación de neutrinos de referencia en Chooz , Francia . Su principal resultado fue el establecimiento de límites en los parámetros de oscilación de neutrinos responsables de convertir los neutrinos electrónicos en otros neutrinos. Específicamente, encontró que sen 2 (2 θ 13 ) <0.17 para grandes δm 2 y δm 2 >8 × 10 −4 eV 2 para una mezcla máxima. [2] Los resultados se publicaron en 1999.
Chooz utilizó neutrinos de dos reactores de agua a presión , que proporcionan> 99,999%
ν
mifuente. La energía media de los neutrinos era de aproximadamente 3 MeV y el detector estaba a unos 1000 m del reactor. La intensidad se midió utilizando tanto el balance de calor como la salida de neutrones del reactor, y se sabía que era mejor que el 2%. Se utilizó un modelo detallado de los núcleos de los reactores para predecir tanto la intensidad como el espectro de energía de los neutrinos en función del tiempo. Los neutrinos se observaron a través de la reacción de desintegración beta inversa (
pag
+
ν
mi →
norte
+
mi+
). [2]
El detector Chooz estaba bajo tierra, con una sobrecarga equivalente a 300 metros de agua para reducir los fondos de rayos cósmicos. El detector en sí era un cilindro de 5,5 m de diámetro y 5,5 m de alto. El detector estaba compuesto por tres regiones. La región más interna (región I) contenía 5 toneladas de centelleador dopado con gadolinio en un recipiente de plexiglás. El gadolinio capturó rápidamente los neutrones producidos en la desintegración beta inversa. La segunda región (región II) contenía 17 toneladas de centelleador sin dopar para capturar la energía electromagnética de la desintegración beta inversa (≈99%) y los fotones de la captura de neutrones en el Gd (> 95%). La superficie exterior de la región II contenía 192 tubos fotomultiplicadores (PMT) orientados hacia el interior mantenidos en una estructura plástica opaca.
La región más externa (región III) contenía noventa toneladas del mismo centelleador sin dopar que la región II y eventos de rayos cósmicos vetados utilizando 48 PMT.
La capa de plexiglás entre las regiones I y II era clara, para permitir que la luz de centelleo de la región I fuera observada por los PMT en la región II. La superficie interior del contenedor de la región II se pintó de negro para evitar reflejos, que degradarían las mediciones de posición. La superficie exterior del contenedor de la región II y la superficie interna del contenedor de la región III se pintaron de blanco para maximizar las señales de veto.
Chooz recopiló datos durante un total de 8210 horas: 3420 horas sin ningún reactor en funcionamiento, 3250 horas con un reactor en funcionamiento y 1540 horas con ambos reactores en funcionamiento. Se observó un total de 2991 candidatos a neutrinos durante este período, y 287 de los candidatos ocurrieron durante los períodos de inactividad del reactor. El fondo correlacionado fue de 1,01 eventos por día y el fondo no correlacionado fue de 0,42 eventos por día. El rendimiento de neutrinos también se estudió en función de la potencia del reactor, el consumo de combustible y para cada reactor por separado.