El Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos ( DUNE ) es un experimento de neutrinos en construcción, con un detector cercano en Fermilab y un detector lejano en la Instalación de Investigación Subterránea de Sanford que observará neutrinos producidos en Fermilab . Disparará un intenso rayo de billones de neutrinos desde una instalación de producción en Fermilab (en Illinois ) a una distancia de 1.300 kilómetros (810 millas) a un volumen instrumentado de 70 kilotones de argón líquido ubicado bajo tierra en el Laboratorio Sanford en Dakota del Sur. . [1] [2]Los neutrinos viajarán en línea recta a través de la Tierra, alcanzando unos 30 kilómetros (19 millas) bajo tierra cerca del punto medio; el detector lejano en sí estará a 1,5 kilómetros (4850 pies) bajo la superficie). [3] Se excavarán unas 800.000 toneladas de roca para crear las cavernas de los detectores lejanos. [4] Más de 1.000 colaboradores trabajan en el proyecto. [5]
Nombres alternativos | DUNA |
---|---|
Ubicación (es) | Fermilab , Centro de investigación subterráneo de Sanford , Municipio de Winfield , Líder , EE. UU. |
Coordenadas | 41 ° 49′55 ″ N 88 ° 15′26 ″ O / 41.831944 ° N 88.257222 ° WCoordenadas : 41 ° 49′55 ″ N 88 ° 15′26 ″ O / 41.831944 ° N 88.257222 ° W |
Estilo telescopio | experimento detector de neutrinos |
Sitio web | http://www.dunescience.org/ |
Ubicación del experimento de neutrinos subterráneos profundos | |
Medios relacionados en Wikimedia Commons | |
Los principales objetivos científicos de DUNE son [6] [7]
- una investigación exhaustiva de las oscilaciones de neutrinos para probar la violación de CP en el sector de leptones ;
- determinación del orden de las masas de neutrinos;
- buscar neutrinos más allá de los tres conocidos actualmente;
- estudios de supernovas y formación de una estrella de neutrones o un agujero negro ; [8]
- búsqueda de la desintegración de protones . [8]
Financiamiento y construcción
El diseño de corriente del detector lejano es para cuatro módulos de argón líquido instrumentado con un volumen fiducial de 10 kilotones cada uno. Se espera que los dos primeros módulos estén completos en 2024, con la viga operativa en 2026. Se prevé que el módulo final esté operativo en 2027. [6]
En 2017, el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) del Reino Unido anunció una inversión de 65 millones de libras en DUNE y LBNF. [9]
La excavación de las cavidades de los detectores lejanos comenzó el 21 de julio de 2017, [10] [4] y se están construyendo y probando prototipos de detectores en el CERN . [11] El primero de los dos prototipos, el ProtoDUNE monofásico (experimento del CERN NP04 [12] ), registró sus primeras huellas de partículas en septiembre de 2018. [13] La participación del CERN en DUNE marcó una nueva dirección en la investigación de neutrinos del CERN [14 ] y los experimentos se denominan parte de la plataforma Neutrino en el programa de investigación del laboratorio. [15]
Historia
El proyecto se inició originalmente como un proyecto exclusivo de EE. UU. Llamado Experimento de neutrinos de línea de base larga ( LBNE ); alrededor de 2012–2014 se consideró un descopio con un detector cercano a la superficie para reducir los costos. Sin embargo, el Panel de Priorización del Proyecto de Física de Partículas (P5) concluyó en su informe de 2014 que la actividad de investigación que lleva a cabo la LBNE "debería reformularse bajo los auspicios de una nueva colaboración internacional, como un programa coordinado y financiado internacionalmente, con Fermilab como anfitrión. ", [16] volviendo a un detector subterráneo profundo. La colaboración LBNE se disolvió oficialmente el 30 de enero de 2015, [17] poco después de que se formara la nueva colaboración recomendada por P5 el 22 de enero de 2015. [18] La nueva colaboración seleccionó el nombre Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). [19]
Referencias
- ^ Este audaz experimento tiene como objetivo resolver uno de los mayores misterios de la ciencia , NBC News (Mach), por David Cox, 9 de mayo de 2018
- ^ El misterio cósmico más grande 'un paso más cerca' de la solución , BBC News, 16 de abril de 2020
- ^ Ghosh, Pallab (15 de febrero de 2014). "Reino Unido respalda el enorme plan de neutrinos de Estados Unidos" . BBC News . Consultado el 15 de febrero de 2014 .
- ^ a b "Comienza la construcción de un experimento de megaciencia internacional para comprender los neutrinos" . news.fnal.gov . Consultado el 6 de febrero de 2021 .
- ^ "Este atrevido experimento tiene como objetivo resolver uno de los mayores misterios de la ciencia" . NBC News . Consultado el 30 de noviembre de 2018 .
- ^ a b Acciarri, R .; et al. (22 de enero de 2016). Informe de diseño conceptual de la instalación de neutrinos de línea de base larga (LBNF) y el experimento de neutrinos subterráneos profundos (DUNE) Volumen 1: Los proyectos LBNF y DUNE . Experimento de neutrinos subterráneos profundos. arXiv : 1601.05471 . Código bibliográfico : 2016arXiv160105471A .
- ^ Fermilab (2017-06-15), The Science of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) , consultado el 30 de noviembre de 2018
- ^ a b "DUNE: Experimento de neutrinos subterráneos profundos" . DUNE: Experimento de neutrinos subterráneos profundos . Fermilab . Consultado el 24 de marzo de 2018 .
- ^ "Reino Unido firma un acuerdo de asociación científica de 65 millones de libras con EE . UU . " .
- ^ Cho, Adrian (21 de julio de 2017). "Comienza la excavación para el próximo experimento gigante de los físicos de partículas estadounidenses" . Ciencia .
- ^ Hesla, Leah (18 de enero de 2018). "Los pequeños detectores más grandes" . Revista Symmetry .
- ^ "NP04 / ProtoDUNE-SP: Prototipo de TPC de Argón Líquido Monofásico para DUNE" . greybook.cern.ch . Consultado el 6 de febrero de 2020 .Índice de archivo en Wayback Machine
- ^ "Primeras huellas de partículas vistas en prototipo para el experimento internacional de neutrinos | CERN" . hogar.cern . Consultado el 30 de noviembre de 2018 .
- ^ "Plataforma CERN Neutrino" . hogar.cern . Archivado desde el original el 4 de febrero de 2019 . Consultado el 4 de febrero de 2019 .
- ^ "El Programa Experimental del CERN: Programa de Investigación de la Plataforma Neutrino" . greybook.cern.ch . Consultado el 4 de febrero de 2019 .Índice de archivo en Wayback Machine
- ^ Panel de priorización del proyecto de física de partículas (mayo de 2014). Ritz, Steve (ed.). Building for Discovery: Plan estratégico para la física de partículas de EE. UU. En el contexto global . Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Fundación Nacional de Ciencias. Archivado desde el original (Informe del Panel de Priorización del Proyecto de Física de Partículas (P5)) el 8 de enero de 2015 . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
- ^ Strait, Jim (9 de febrero de 2015). "ELBNF y LBNF" (Presentación en la reunión de todos los experimentadores) . Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi. pag. 5 . Consultado el 31 de enero de 2018 .
- ^ Lykken, Joe (27 de enero de 2015). "Nace ELBNF" . Fermilab hoy . Consultado el 26 de marzo de 2015 .
- ^ Huber, Jennifer; Jepsen, Kathryn. "El amanecer de DUNE" . Revista Symmetry . Fermilab / SLAC . Consultado el 26 de marzo de 2015 .