维基百科

User:Joshua whi/Borexino中微子天文台

< User:Joshua whi
Borexino中微子实验室
Borexino Detector in LNGS in September 2015
Borexino探测器位于LNGS地下C厅北侧（2015年9月）。探测器完全由绝热层包覆（银色包层），从而使其史无前例的低放射性本底进一步降低。
探测器特征
位置格兰萨索国家实验室
开始取数2007
探测方式液闪弹性散射（PC+PPO）
高16.9米
宽18米
有效质量（体积）278吨（315立方米） ≈100吨有效质量

42°28′N 13°34′E / 42.46°N 13.57°E / 42.46; 13.57

Borexino是一个研究低能（亚MeV）太阳中微子的粒子物理学实验。

Borexino探测器是世界上放射纯度最高的液体闪烁热量计。 探测器放置在一个安装信号探测器（光电倍增管）的不锈钢球内，采用水层屏蔽外界辐射并标记穿透上方山体入射的宇宙缪子。

Borexino实验的主要目的是精确测量各种味荷的太阳中微子通量，并与标准的太阳能模型的预测相比较，从而验证并促进对太阳运行的原理（如：日心发生的核聚变过程、太阳组成、不透明度、质量分布等）的理解。实验还有助于确定中微子振荡的性质，包括MSW效应。 实验的具体目标是探测铍-7、硼-8、pp、pep和CNO太阳中微子以及地球和核电厂反应堆产生的反中微子；还可能具有通过探测中微子-质子的弹性散射中性流相互作用来探测系内超新星中微子的能力。 Borexino是超新星的预警系统成员[1]。此外，Borexino还在进行对罕见过程和潜在的未知粒子的搜索。

Borexino一词是BOREX (BORon solar neutrino EXperiment）的意大利语。BOREX是Borexino前身，计划使用1千吨三甲基硼作为闪烁体，后因研究关注点转移和预算限制中止[2]。 Borexino实验在位于意大利格兰萨索国家实验室，邻近小镇拉奎拉。Borexino由国际合作组织支持，研究人员来自意大利、美国、德国、法国、波兰和俄罗斯等[3]。Borexino由多个国家机构资助，包括 INFN（意大利国家核物理研究所）和NSF（美国国家科学基金会）。Borexino于2007年开始取数，于2017年5月连续运行满10年。

在Borexino基础上，INFN等合作组提出SOX项目，计划利用Borexino超低放射性本底的探测器，并使用放射性铈-144作为中微子源，来研究可能存在的惰性中微子或短程中微子震荡中的其他反常效应。2018年初，此项目因反中微子源制造工艺的不可克服的技术问题被取消。

探测实验成果大事记

编辑
  • 2007年5月，Borexino探测器开始采取数据[4]。2007年8月，该项目首次探测到太阳的中微子。 此次观测为实时观测[5][6]。数据的分析延长到2008年[7]。
  • 2010年，Borexino首次观测到地球中微子。地球中微子是铀、钍、钾和铷发生放射性衰变时放出的反中微子。Borexino仅能探测 238U/232Th链反应产生的反中微子，因为Borexino可以探测这一反应中的反β衰变反应过程[8][9]。同年，Borexino公布了8B太阳中微子通量的最低阈值(3MeV)测量结果[10]。此外，多源探测器校准的工作同时展开[11]。研究者将 多种放射源置入探测器，研究探测器对已知的信号的反应并与待证明的反应结果相比较。
  • 2011年，Borexino发表了7Be太阳中微子通量的精确测量[12][13]，并公布了首个观测到pep太阳的中微子的证据[14][15]。
     
    灰色的带比较的地区的三个太阳的中微子望远镜，能够测量的能源的事件，都是敏感的。 注意，预测的太阳能模型正在对数比例：超级神冈和斯诺可以观察到的约0.02％的总额，同时Borexino可以观察到每种类型的预测的中微子。
  • 2012年，Borexino公布了CERN到格兰萨索中微子实验的中微子速度测量结果，结论是与光速一致[16]。参见测量的微中子的速度。同时，实验室开展了对闪烁体深层次纯化的工作外，成功地将环境残余背景的放射性降低到前所未有的水平（比天然背景辐射降低了15个数量级）。
  • 2013年，Borexino提出了一个惰性中微子参数的限制条件[17]。此外，实验室提取到一个地球中微子的信号[18]，为地壳中的放射性元素活动[19]这一至今尚不明确的研究领域提供了深入了解[20]。
  • 2014年，Borexino实验合作组发表对太阳核心质子–质子聚变的分析，发现太阳活动保持长达105年时间尺度的稳定[21][22]。若考虑MSW效应描述的中微子震荡现象，那么Borexino的结论与标准太阳模型一致。Borexino的此项结论是太阳研究中的一个里程碑。在此之前，低能中微子实验（SAGE、Gallex、GNO）已经成功地对一定能量以上的中微子进行计数，但是从未对单次的通量进行测量。
     
    光谱Borexino数据用于同时测定 pp, pep 和 7的太阳能ν通量以及最佳可用限制在北西ν通量薄弱的限制。[23] 太阳能ν组成红色显示；背景件在其他的颜色。 下图显示之间的差异频谱形状的数据(黑色曲线)，并预期的形状时分析添加在一起并配合的信号对应于每个物种。
  • 2015年，Borexino发布了新的地球中微子能谱分析[24] 和当时世界上对电荷不守恒一个最严格的上界[25]。此外，一个多才多艺的温度的管理和监测系统安装在几个阶段整个2015年。[26] 它包括多传感器纬度的温度探测系统(佳而常披)，其试验和第一阶段安装发生在晚 于2014年；和隔热系统中(TIS)，最小化的热影响的外部环境的内部液体[27] 通过广泛的绝缘性的试验的外墙。 后来在 2015年,Borexino也取得了 最佳可用限的使用寿命的电子 (通过e−→γ+ν衰退)，提供最严格的确认收费的保护。
 
SOX反发电机的部署，沿轨道：从其外送点(下的权利)，通过热的地区(低权利内部清理房间)，其业务职位(顶级中心)在小坑下Borexino

红袜队的实验[30] 旨在完全确认时或在一个明确的反证的所谓的 中微子的异常情况，一个集的间接证据的电子中微子失踪观察到在 LSND, MiniBooNE，核反应堆和与太阳的中微子镓探测器(GALLEX/GNO, SAGE). 如果成功，SOX将表明存在无菌的微中子部件和开放一个全新的时代的基本粒子物理学和宇宙观。 一个稳定的信号将意味着发现的第一颗粒超过 标准电弱模型 ，并将产生深远的影响在我们对宇宙的认识和基本粒子物理学。 在情况下的一个负面的结果，它将能够接近一项长期辩论有关的现实的中微子异常情况，将会探测器的存在新的物理在低能量的中微子的相互作用，将提供一个测量中微子磁性的时刻，温伯格*角度和其他基本物理参数；并将产生一个一流的能源标定为Borexino这将是非常有益于未来的高精度太阳的中微子的测量。

参考文献

编辑
  1. ^ Borexino Collaboration. The Borexino detector at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 2009, 600 (3): 568–593. Bibcode:2009NIMPA.600..568B. arXiv:0806.2400  . doi:10.1016/j.nima.2008.11.076. 
  2. ^ Georg G. Raffelt. https://books.google.com/books?id=6esnbt7BfIwC&pg=PA393 |chapterurl=缺少标题 (帮助). BOREXINO. University of Chicago Press. 1996: 393–394. ISBN 978-0226702728. 
  3. ^ Borexino Experiment. Borexino Official Website. Gran Sasso. [12 August 2011]. （原始内容存档于16 October 2007）. 
  4. ^ The Borexino experiment at Gran Sasso begins the data taking. Laboratori Nazionali del Gran Sasso press release. 29 May 2007. 
  5. ^ Emiliano Feresin. Low-energy neutrinos spotted. Nature News. 2007. doi:10.1038/news070820-5. 
  6. ^ Borexino Collaboration. First real time detection of 7Be solar neutrinos by Borexino. Physics Letters B. 2008, 658 (4): 101–108. Bibcode:2008PhLB..658..101B. arXiv:0708.2251  . doi:10.1016/j.physletb.2007.09.054. 
  7. ^ Borexino Collaboration. Direct Measurement of the Be7 Solar Neutrino Flux with 192 Days of Borexino Data. Physical Review Letters. 2008, 101 (9): 091302. Bibcode:2008PhRvL.101i1302A. PMID 18851600. arXiv:0805.3843  . doi:10.1103/PhysRevLett.101.091302. 
  8. ^ A first look at the Earth interior from the Gran Sasso underground laboratory. INFN press release. 11 March 2010. 
  9. ^ Borexino Collaboration. Observation of geo-neutrinos. Physics Letters B. 2010, 687 (4–5): 299–304. Bibcode:2010PhLB..687..299B. arXiv:1003.0284  . doi:10.1016/j.physletb.2010.03.051. 
  10. ^ Borexino Collaboration; Bellini, G.; Benziger, J.; Bonetti, S.; Buizza Avanzini, M.; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F.; Carraro, C. Measurement of the solar $^{8}\mathrm{B}$ neutrino rate with a liquid scintillator target and 3 MeV energy threshold in the Borexino detector. Physical Review D. 2010-08-05, 82 (3): 033006. Bibcode:2010PhRvD..82c3006B. arXiv:0808.2868  . doi:10.1103/PhysRevD.82.033006. 
  11. ^ Back, H.; Bellini, G.; Benziger, J.; Bick, D.; Bonfini, G.; Bravo, D.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; Cadonati, L. Borexino calibrations: hardware, methods, and results. Journal of Instrumentation. 2012-01-01, 7 (10): P10018. Bibcode:2012arXiv1207.4816B. ISSN 1748-0221. arXiv:1207.4816  . doi:10.1088/1748-0221/7/10/P10018 （英语）. 
  12. ^ Precision measurement of the beryllium solar neutrino flux and its day/night asymmetry, and independent validation of the LMA-MSW oscillation solution using Borexino-only data.. Borexino Collaboration press release. 11 April 2011. 
  13. ^ Borexino Collaboration. Precision Measurement of the Be7 Solar Neutrino Interaction Rate in Borexino. Physical Review Letters. 2011, 107 (14): 141302. Bibcode:2011PhRvL.107n1302B. PMID 22107184. arXiv:1104.1816  . doi:10.1103/PhysRevLett.107.141302. 
  14. ^ Borexino Collaboration succeeds in spotting pep neutrinos emitted from the sun. PhysOrg.com. 9 February 2012. 
  15. ^ Borexino Collaboration. First Evidence of pep Solar Neutrinos by Direct Detection in Borexino. Physical Review Letters. 2012, 108 (5): 051302. Bibcode:2012PhRvL.108e1302B. PMID 22400925. arXiv:1110.3230  . doi:10.1103/PhysRevLett.108.051302. 
  16. ^ Borexino collaboration. Measurement of CNGS muon neutrino speed with Borexino. Physics Letters B. 2012, 716 (3–5): 401–405. Bibcode:2012PhLB..716..401A. arXiv:1207.6860  . doi:10.1016/j.physletb.2012.08.052. 
  17. ^ Bellini, G.; Benziger, J.; Bick, D.; Bonfini, G.; Bravo, D.; Buizza Avanzini, M.; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F. New limits on heavy sterile neutrino mixing in B 8 decay obtained with the Borexino detector. Physical Review D. 2013-10-29, 88 (7): 072010. Bibcode:2013PhRvD..88g2010B. ISSN 1550-7998. arXiv:1311.5347  . doi:10.1103/physrevd.88.072010 （英语）. 
  18. ^ Borexino Collaboration. Measurement of geo-neutrinos from 1353 days of Borexino. Phys. Lett. B. 15 April 2013, 722 (4–5): 295–300. Bibcode:2013PhLB..722..295B. arXiv:1303.2571  . doi:10.1016/j.physletb.2013.04.030. 
  19. ^ Borexino has new results on geoneutrinos. CERN COURIER. [20 October 2014]. 
  20. ^ Šrámek, Ondřej; Roskovec, Bedřich; Wipperfurth, Scott A.; Xi, Yufei; McDonough, William F. Revealing the Earth's mantle from the tallest mountains using the Jinping Neutrino Experiment. Scientific Reports. 2016, 6: 33034. Bibcode:2016NatSR...633034S. PMC 5017162  . PMID 27611737. doi:10.1038/srep33034. 
  21. ^ Borexino Collaboration. Neutrinos from the primary proton–proton fusion process in the Sun. Nature. 27 August 2014, 512 (7515): 383–386. Bibcode:2014Natur.512..383B. PMID 25164748. doi:10.1038/nature13702. 
  22. ^ Borexino measures the Sun's energy in real time. CERN COURIER. [20 October 2014]. 
  23. ^ 未填写信息。中文维基百科没有机器人自动填写相关信息。arXiv：[1]。
  24. ^ Borexino Collaboration. Spectroscopy of geoneutrinos from 2056 days of Borexino data. Phys. Rev. D. 7 August 2015, 92 (3): 031101. Bibcode:2015PhRvD..92c1101A. arXiv:1506.04610  . doi:10.1103/PhysRevD.92.031101. 
  25. ^ Agostini, M. Test of Electric Charge Conservation with Borexino. Physical Review Letters. 2015, 115 (23): 231802. Bibcode:2015PhRvL.115w1802A. PMID 26684111. arXiv:1509.01223  . doi:10.1103/PhysRevLett.115.231802. 
  26. ^ 未填写信息。中文维基百科没有机器人自动填写相关信息。arXiv：[2]。
  27. ^ 未填写信息。中文维基百科没有机器人自动填写相关信息。arXiv：[3]。
  28. ^ The Borexino Collaboration. Improved measurement of 8B solar neutrinos with 1.5 kt y of Borexino exposure. arXiv:1709.00756  . 
  29. ^ Agostini, M.; Altenmüller, K.; Appel, S.; Atroshchenko, V.; Basilico, D.; Bellini, G.; Benziger, J.; Bick, D.; Bonfini, G. Seasonal modulation of the 7Be solar neutrino rate in Borexino. Astroparticle Physics. 2017-06-01, 92 (Supplement C): 21–29. Bibcode:2017APh....92...21A. arXiv:1701.07970  . doi:10.1016/j.astropartphys.2017.04.004. 
  30. ^ Caminata, Alessio. The SOX project. web.ge.infn.it. [2016-04-22]. （原始内容存档于2017-10-19）. 

外部链接

编辑

[[Category:意大利研究机构]] [[Category:粒子物理学]] [[Category:中微子觀測站]]

检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=User:Joshua_whi/Borexino中微子天文台&oldid=57084779”