写于 2017-06-06 01:35:03| 金沙平台| 总汇

这个GERDA实验模型显示洋葱状结构抑制来自环境的干扰信号低温恒温器中心充满液态氩(-186°C)的锗二极管规模更大

信用:核物理的MPI GERDA实验的第一阶段结果显示Ge-76中没有中微子双β衰变的信号,排除了早先对其他人的信号声称中微子是与所有其他粒子具有极弱相互作用的最难以捉摸的粒子

不寻常的特性,甚至预计与他们自己的反粒子相同到目前为止,这个特性还没有经过实验验证现在,GERDA合作的科学家们对所谓的中微子双β衰变获得了新的强大限制,它可以测试中微子是他们自己的反粒子结果排除了早先的主张除了光子,中微子是宇宙中最丰富的粒子他们经常是因为它们与物质极其微弱地相互作用,因此它们非常微弱地与物质相互作用它们是宇宙中看不见的但非常重要的组成部分,它可以携带与所有其他已知物质形式一样多的质量,尽管几乎以光速行进在奇妙的距离上他们的微小质量对宇宙中的结构也有重要的影响,它们是超新星爆炸的驱动因素但是他们最显着和最重要的属性是由Ettore Majorana在20世纪30年代提出的:与形成的所有其他粒子不同在我们周围已知的物质,中微子可能是他们自己的反粒子粒子和反粒子的特征是它们的电荷正电子,例如,带负电的电子的反粒子是带正电的

另一方面,中微子是电中性的 - 作为自己的反粒子能力的先决条件如果真的是这种情况正在调查中GERDA实验(GERmanium探测器阵列)正在意大利Istituto Nazionale di Fisica Nucleare的Laboratori Nazionali del Gran Sasso地下实验室进行此外,研究人员希望确定中微子的质量为此, GERDA检测锗同位素Ge-76中所谓的双β衰变过程,有和没有中微子的发射 - 后者是Majorana属性的结果

在正常的β衰变中,核内的中子衰变为质子,电子和反中微子对于像Ge-76这样的原子核,正常的β衰变在能量上是被禁止的,但两个中子同时转换为两个反中微子的发射是可能的,并且最近由GERDA以前所未有的精度进行了测量

这是有史以来最罕见的衰变之一半衰期约为2 * 1021年,比宇宙时代长约1000亿倍如果中微子是Majorana parti cles,中微子双β衰变也应该以更低的速率发生在这种情况下,来自一个β衰变的反中微子被第二个β衰变中子吸收为中微子,如果中微子是他们自己的反粒子锗探测器包裹的话,这是可能的用于辐射屏蔽的高纯铜箔信用:GERDA合作在GERDA锗晶体是源和探测器Ge-76在天然锗中含有大约8%的丰度,因此它的含量在特殊之前浓缩了10倍以上生长探测器晶体与检测双倍β衰变相比,在大海捞针中寻找针是微不足道的,因为环境放射性是以比双倍β衰变至少高出十亿倍的速率发生的背景GERDA探测器晶体和周围探测器因此,非常精心地选择和加工零件

极其罕见的工艺的观察需要非常精细的技术进一步抑制宇宙粒子的背景,环境的自然放射性甚至实验本身科学家们通过将探测器安装在一个巨大的容器中心来满足这一挑战,这个容器充满了极其清洁的液态氩,内衬超纯铜,反过来被一个10米直径的水箱包围,水箱里装满了高纯水;整个地下1400米以下的岩石 结合所有这些创新和开创性技术,有可能将背景降低到前所未有的水平2011年秋季开始使用8个锡罐大小的探测器,每个重2公斤随后,另外5个新设计的探测器投入使用直到最近,信号区域是盲目的,科学家们专注于数据分析程序的优化

实验现在已经完成了第一阶段

在信号区域的数据被处理之前已经定义了所有校准和切割的分析显示没有中微子信号Ge-76的双倍β衰变导致世界上最低的下限为2,1 * 1025年的半衰期结合其他实验的信息,这个结果排除了其他人早先声称的信号

GERDA的结果对中微子质量的知识,基本粒子ph的标准模型的扩展具有有趣的结果ysics,天体物理过程和宇宙学GERDA的下一步将是添加额外的新生成的探测器,有效地使Ge-76的数量加倍

在实施一些进一步的改进以实现更强的背景抑制后,数据将在第二阶段继续进行.GERDA是与来自德国,意大利,俄罗斯,瑞士,波兰和比利时的16所研究机构或大学的科学家进行欧洲合作参与研究所是海德堡Max-Planck核物理研究所,Max-Planck物理与技术研究所慕尼黑大学,蒂宾根大学和德累斯顿大学,Gran Sasso的INFN LNGS,INFN和米兰大学,INFN和米兰比可卡大学,帕多瓦大学,INR RAS,莫斯科ITEP和Kurchatov研究所,JINR Dubna,苏黎世大学和克拉科夫和IRMM Geel马克斯普朗克协会(MPG)是一个重要的资助贡献者:大学得到了t的支持他是德国联邦教育与研究部(BMBF)和德国研究基金会(DFG)研究的PDF副本:GERDA第一阶段76Ge中微子双β衰变的结果资料来源:马克斯普朗克研究所图像:核物理学MPI; GERDA合作