ПОНЧИК - DONUT

Эта статья об эксперименте Фермилаб. Для использования в других целях см. Пончик (значения).
Схема детектора DONUT

ПОНЧИК (Прямое наблюдение за ну тау, E872) был экспериментом на Фермилаб посвященный поиску тау-нейтрино взаимодействия. Детектор проработал несколько месяцев летом 1997 г. и успешно зарегистрировал тау-нейтрино.[1] Это подтвердило существование последнего лептона, предсказанного Стандартная модель.[2] Данные эксперимента также использовались для определения верхнего предела тау-нейтрино. магнитный момент[3] и измерить его сечение взаимодействия.[4]

Принцип

В DONUT, протоны ускоренный Теватрон были использованы для получения тау-нейтрино путем распада очарованные мезоны. После устранения как можно большего количества нежелательных фоновых частиц с помощью системы магнитов и сыпучих материалов (в основном железа и бетона) луч прошел через несколько листов ядерная эмульсия. В очень редких случаях одно из нейтрино могло взаимодействовать в детекторе, создавая электрически заряженные частицы, которые оставляли видимые следы в эмульсии и могли быть зарегистрированы электронным способом системой сцинтилляторы и дрейфующие камеры.[1]

Используя электронную информацию, были идентифицированы возможные взаимодействия нейтрино и выбраны для дальнейшего анализа. Это означало фотографическое проявление листов эмульсии, чтобы любые следы, оставленные частицами, проходящими через них, отображались в виде маленькой черной точки. Соединяя эти точки на последующих листах, реконструировали путь, по которому прошла каждая частица, и идентифицировали вероятные взаимодействия нейтрино. Характерные свойства нейтринных взаимодействий заключались в том, что внезапно появлялось несколько треков, не ведущих к ним. Тау-нейтрино было идентифицировано по одному из этих треков, показывающих "излом" через несколько миллиметров, что указывает на распад тау лептон.[1]

Результат

В июле 2000 года коллаборация DONUT объявила о первом наблюдении взаимодействий тау-нейтрино. Этот результат был основан только на четырех событиях, но сигнал был намного выше ожидаемого фона (0,34 ± 0,05 события) и имел п-значение 4 × 10−4, около 3,5 сигма. Это ниже обычного стандарта доказательства, но было общепринятым, потому что частица должна была там находиться. Итоговый отчет 2008 г.[3] идентифицирует 9 тау-нейтринных событий из общей выборки из 578 нейтринных событий. Его значение заключается в том, что тау-нейтрино до сих пор оставалось единственной частицей Стандартная модель которые не наблюдались напрямую, за исключением бозон Хиггса.[2]

Помимо самого результата, DONUT также позволил проверить новые методы обнаружения нейтрино высоких энергий, в частности Камера эмульсионного облака, в котором листы ядерной эмульсии перемежаются слоями железа, что приводит к увеличению числа взаимодействий.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c К. Кодама и другие. (Сотрудничество DONUT) (2001). «Наблюдение взаимодействия тау-нейтрино». Письма по физике B. 504 (3): 218–224. arXiv:hep-ex / 0012035. Bibcode:2001ФЛБ..504..218Д. Дои:10.1016 / S0370-2693 (01) 00307-0.
  2. ^ а б "Физики нашли первые прямые доказательства существования тау-нейтрино в Фермилаб" (Пресс-релиз). Фермилаб. 20 июля 2000 г.
  3. ^ а б К. Кодама и другие. (Сотрудничество DONUT) (2008). «Первое измерение сечения взаимодействия тау-нейтрино». Физический обзор D. 78 (5): 052002. arXiv:0711.0728. Bibcode:2008PhRvD..78e2002K. Дои:10.1103 / PhysRevD.78.052002.
  4. ^ Р. Швинхорст и другие. (Сотрудничество DONUT) (2001). «Новый верхний предел магнитного момента тау-нейтрино». Письма по физике B. 513 (1–2): 23–29. arXiv:hep-ex / 0102026. Bibcode:2001ФЛБ..513 ... 23Д. Дои:10.1016 / S0370-2693 (01) 00746-8.

внешние ссылки