LVD, "Проект Коллапс", Опера - космические лучи"

Проект «Коллапс» на
больших
сцинтилляционных
установках
Программа Президиума РАН
«Нейтринная физика»
 Продолжение работ в рамках
международной коллаборации по
поиску нейтринного сигнала от
гравитационного коллапса массивных
звезд на подземной установке LVD
Лаборатории LNGS (Италия) и на
подземной установке АСД («Коллапс»)
ИЯИ РАН в г. Соледаре (Артемовске)
LNGS одна из Лабораторий
Национального Института ядерной физики
Tunnel of 10.4 km
3 halls: 100m x 20mx 20m
4 km
Совместная
РоссийскоИтальянская
установка.
Поддержана
Российским
финансированием
Артёмовск
e
e
NaCl

h
 Продолжение работ в рамках
международной коллаборации на
установке OPERA Лаборатории LNGS
(Италия) по исследованию параметров
нейтринных осцилляций в нейтринном
пучке в проекте CERN-LNGS
CNGS
The idea - 20 years ago
CERN to Gran Sasso Neutrino
Project
Project
INFN-CERN
Approved in 1999, ready
in 2006
 beam produced at
CERN and detected at
GS after 730 km
Цель: понимание природы
и характеристик нейтрино
– подтверждение
осцилляций
The goal: understand the
nature and characteristics
of neutrino - prove definitely
the neutrino oscillations
2 experiments:
Icarus and Opera
Нейтринная программа
РАН: Основные достижения
За 30 лет работы детекторов "Коллапс", LSD и LVD по
поиску нейтринного излучения от коллапсирующих звезд
не было зарегистрировано ни одного коллапса в
Галактике. В результате получено ограничение на
частоту коллапсов в Галактике: менее одного события в
13 лет на 90% уровне достоверности.
Нейтринная программа
РАН: Основные достижения
Рассмотрены возможности детектирования
взаимодействия нейтрино с энергиями 30-80 МэВ с
ядрами натрия и хлора с помощью детекторов LVD и
«Коллапс». Предложена модификация установки LVD
путем введения в её структуру поваренной соли.
Различие выхода нейтрино в стандартной модели и
в модели вращающегося коллапсара
Tc~5x1012K
e
e
~

~e
E e  12МэВ
~

e
Tc~5x1010K
e
 ~ 2.6 10 г  см
14
3
e
Основная реакция:
p  e  n  e

E e  10МэВ
E  ,  , ,  (20  25) МэВ
 ,  5.3 10 эрг
53
E  (30  40) МэВ
e ,e  e  8.9 10 эрг
52
 eCl  e Ar

 e Na  e Mg (?)

Cl  n  Cl  
(  32 барн, E max  8, 56 МэВ, n  3,1)
Na  n  Na  
(  0, 47 барн, E max  6, 41 МэВ)
CnH2n:
 e p  ne

Нейтрино и антинейтрино
e
e
Нейтринная программа
РАН: Основные достижения
В 2007 году в течение сентября-октября пучок мюонных
нейтрино, образованных в ЦЕРНе, был направлен в
Лабораторию Гран Сассо, расположенную на расстоянии
720 км от ускорителя. Во время сеанса в детекторе
OPERA были обнаружены первые взаимодействия
нейтрино в эмульсионной установке с использованием
предсказаний электронных детекторов. В результате
экспресс-обработки эмульсионных блоков на 23 ноября
2007 г. найдено 38 событий (при 31,5 ожидаемых)
взаимодействий нейтрино в мишени детектора.
Отношение между взаимодействиями по каналу
заряженных токов CC (29 событий) и по каналу
нейтральных токов NC (9 событий) соответствует
отношению сечений. Детальный анализ
экспериментального материала продолжается.
OPERA
Collab.:
Italy, France, China, Germany,
Belgium, Turkey, Switzerland, Russia,
Japan, Israel, Croatia
Layers of emulsions and Lead
1 mm
2 super-modules
1800 t sensitive mass
To detect  is necessary a
m resolution because the
 decays in a really short
time
Нейтринная программа
РАН: Основные достижения
Достижения учёных, принимающих участие в работе данной группы в
2007 г., отмечены российскими и международными наградами: Г.Т.
Зацепину присвоено звание Laurea Honoris Causa Туринского
университета; О.Г. Ряжской, Е.Н. Алексееву и О. Сааведра присуждена
премия им. М.А. Маркова.
В 2007 г. состоялось несколько конференций, посвященных 20-летию
наблюдения нейтринного всплеска при взрыве сверхновой 1987а и
вкладу в эти наблюдения результатов российско-итальянской
установки LSD и подземного телескопа Баксанской нейтринной
обсерватории: в Москве 20-22 февраля прошел симпозиум "20 лет
Сверхновой SN 1987A", в Турине – симпозиум “C’era una volta una
Supernova”; в Турине 2 октября 2007 г. также состоялся симпозиум
“Convegno In onore del Prof. G.T. Zatsepin”.
Фирма "Наука-Видео" сняла специальный фильм, посвященный
исследованиям, проводимым российскими учеными в Гран Сассо и в
России по проблемам нейтринной астрофизики.
Формулировка основных задач по
Проекту на 2008 год:
 Поддержание АСД, LVD, OPERA (совместно с ФИАН и НИИЯФ МГУ) в







работоспособном состоянии, набор статистики, разработка программ для
анализа экспериментальных данных.
Анализ экспериментальных данных установок АСД и LVD по поиску
нейтринного всплеска от гравитационного коллапса звезды.
Изучение потока атмосферных нейтрино вблизи горизонта. (Увеличение
статистики). Регистрации мюонов от пучка мюонных нейтрино из ЦЕРН’а
на LVD и OPERA, анализ экспериментальных данных.
Определение энергетических и пространственных характеристик потока
нейтронов, создаваемых мюонами космических лучей с энергиями от 250
до 400 ГэВ на глубине 3300 м.в.э.
Изучение µ+ /µ - отношения в потоке атмосферных мюонов на установке
LVD и OPERA.
Поиск корреляций между данными LVD и данными гравитационных
антенн.
Рассмотрение возможности модернизации детектора LVD для разделения
потока нейтрино от SN по ароматам и установления спектра электронных
нейтрино путем включения в состав вещества детектора материалов с
высоким сечением А– взаимодействия, NaCl. Уточнение парциальных
сечений Na и Cl для энергий нейтрино в диапазоне 30 – 80 МэВ.
Экспериментальные исследования реакции подпорогового рождения
пионов в столкновении ядер в области предельно малых энергий 5-10
МэВ/нукл. И рассмотрение ее роли в астрофизических процессах
(совместно с Лабораторией Мезо-ядерных взаимодействий ОЭФ).