El Proyecto de Oscilación con Aparato de Emulsión-tRacking ( OPERA ) fue un instrumento utilizado en un experimento científico para detectar neutrinos tau a partir de oscilaciones de neutrinos muónicos . El experimento es una colaboración entre el CERN en Ginebra , Suiza , y el Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) en Gran Sasso , Italia y utiliza el haz de neutrinos CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS) .
El proceso comenzó con protones del Sincrotrón Super Proton (SPS) en el CERN disparados en pulsos a un objetivo de carbono para producir piones y kaones . Estas partículas se descomponen para producir muones y neutrinos . [1]
El rayo del CERN se detuvo el 3 de diciembre de 2012, [2] finalizando la toma de datos, pero el análisis de los datos recopilados ha continuado.
Detector
OPERA, en el pabellón C de los laboratorios subterráneos del Gran Sasso, se construyó en 2003-2008. Los taus resultantes de la interacción de los neutrinos tau se observan en "ladrillos" de películas fotográficas ( emulsión nuclear ) intercaladas con láminas de plomo. Cada ladrillo pesa 8,3 kg; los dos supermódulos OPERA contienen 150.000 ladrillos dispuestos en paredes paralelas intercaladas con contadores de centelleo de plástico . A cada supermódulo le sigue un espectrómetro magnético para identificar el momento y la carga de las partículas penetrantes. Durante la recopilación de datos, los centelleadores y espectrómetros marcan en tiempo real una interacción de neutrinos y su ladrillo correspondiente. Estos ladrillos se extraen de las paredes de forma asincrónica con respecto al haz para el revelado de la película, el escaneo y la búsqueda topológica y cinemática de las desintegraciones de tau. [3]
Neutrinos tau
En total, se detectaron cinco neutrinos tau. El 31 de mayo de 2010, los investigadores de OPERA observaron el primer evento candidato a neutrino tau en un haz de neutrinos muón. [4] El 6 de junio de 2012, OPERA anunció la observación de un segundo evento de neutrinos tau. [5] El 26 de marzo de 2013, el experimento capturó por tercera vez un neutrino muón que oscilaba en un neutrino tau durante el viaje desde el CERN al LNGS . [6] El cuarto se encontró en 2014 y el quinto en 2015. [7]
Medidas de tiempo de vuelo
En septiembre de 2011, los investigadores de OPERA observaron neutrinos muónicos aparentemente viajando más rápido que la velocidad de la luz . [8] En febrero y marzo de 2012, los investigadores de OPERA atribuyeron este resultado a un cable de fibra óptica suelto que conectaba un receptor GPS a una tarjeta electrónica en una computadora. El 16 de marzo de 2012, un informe anunció que un experimento independiente en el mismo laboratorio, también usando el haz de neutrinos CNGS, pero esta vez el detector ICARUS , no encontró una diferencia discernible entre la velocidad de un neutrino y la velocidad de la luz. [9] En mayo de 2012, los experimentos de Gran Sasso BOREXINO, ICARUS, LVD y OPERA midieron la velocidad de los neutrinos con un haz de pulsos cortos y obtuvieron concordancia con la velocidad de la luz, mostrando que el resultado original de OPERA estaba equivocado. [10] Finalmente, en julio de 2012, la colaboración OPERA actualizó sus resultados. Después de tener en cuenta los efectos instrumentales mencionados anteriormente, se demostró que la velocidad de los neutrinos es consistente con la velocidad de la luz. [11] Esto fue confirmado por un nuevo y mejorado conjunto de mediciones en mayo de 2013. [12]
Referencias
- ^ Al-Khalili, J. (18 de noviembre de 2011). "¿Más rápido que la velocidad de la luz?" . Blog de Jim . Archivado desde el original el 1 de febrero de 2014 . Consultado el 31 de agosto de 2013 .
- ^ "[OPERA]: Noticias y actualizaciones" .
3 de diciembre de 2012 Después de 5 años de funcionamiento, se detuvo el rayo CNGS. En total fue17,97 × 10 19 protones en el objetivo proporcionados por el CNGS.
- ^ "El detector de ópera" . OPERA . Consultado el 25 de septiembre de 2011 .
- ^ Agafonova, N .; et al. (Colaboración OPERA) (2010). "Observación de un primer evento candidato ν τ en el experimento OPERA en el haz CNGS". Physics Letters B . 691 (3): 138-145. arXiv : 1006.1623 . Código bibliográfico : 2010PhLB..691..138A . doi : 10.1016 / j.physletb.2010.06.022 .
- ^ "OPERA observa el segundo neutrino Tau" (Comunicado de prensa). Istituto Nazionale di Fisica Nucleare . 6 de junio de 2012 . Consultado el 8 de junio de 2012 .
- ^ Jepsen, K. (26 de marzo de 2013). "OPERA engancha el tercer neutrino tau" . Revista Symmetry . Consultado el 27 de marzo de 2013 .
- ^ O'Luanaigh, C. (6 de octubre de 2015). "OPERA detecta su quinto neutrino tau" . Consultado el 8 de febrero de 2017 .
- ^ Adam, T .; et al. (Colaboración OPERA) (17 de noviembre de 2011). "Medida de la velocidad del neutrino con el detector OPERA en el haz de CNGS". arXiv : 1109,4897v1 [ hep-ex ].
- ^ Brumfiel, G. (16 de marzo de 2012). "Neutrinos no más rápidos que la luz" . Nature News . doi : 10.1038 / nature.2012.10249 . Consultado el 12 de marzo de 2013 .
- ^ "Los neutrinos enviados desde el CERN al Gran Sasso respetan el límite de velocidad cósmica" (Nota de prensa). CERN . 8 de junio de 2012. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2014 . Consultado el 8 de junio de 2012 .
- ^ Adam, T .; et al. (Colaboración OPERA) (2012). "Medida de la velocidad del neutrino con el detector OPERA en el haz de CNGS". Revista de Física de Altas Energías . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Código bibliográfico : 2012JHEP ... 10..093A . doi : 10.1007 / JHEP10 (2012) 093 .
- ^ Adam, T .; et al. (Colaboración OPERA) (2013). "Medición de la velocidad del neutrino con el detector OPERA en el haz de CNGS utilizando los datos dedicados de 2012". Revista de Física de Altas Energías . 1 : 153. arXiv : 1212.1276 . Código bibliográfico : 2013JHEP ... 01..153A . doi : 10.1007 / JHEP01 (2013) 153 .
enlaces externos
- Medios relacionados con el experimento OPERA en Wikimedia Commons
- CERN: Primera aparición de Tau Neutrino
- La aparición del tau-neutrino
- Publicaciones OPERA
Coordenadas :42 ° 28'N 13 ° 34'E / 42,46 ° N 13,57 ° E / 42,46; 13.57