Pole detektoru germania - Germanium Detector Array - Wikipedia

The Germanium Pole detektoru (nebo GERDA) experiment hledá neutrinový dvojitý rozpad beta (0νββ) v Ge-76 v podzemí Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Neutrinolový rozpad beta se očekává, že bude velmi vzácným procesem, pokud k němu dojde. Spolupráce předpovídá každý rok méně než jednu událost na kilogram materiálu, což se jeví jako úzká špička kolem hodnoty Q 0νββ (Qββ = 2039 keV) ve sledovaném energetickém spektru. To znamená stínění pozadí je zapotřebí k detekci vzácných rozpadů. The Zařízení LNGS má 1400 metrů skály přetížit, což odpovídá 3000 metrům stínění vody, snížení kosmické záření Pozadí.

Po dokončení experimentu GERDA se spolupráce GERDA spojí MAJORANA - spolupráce na vytvoření nového experimentu LEGENDA.

Design

Pokus využívá obohacenou vysokou čistotu Ge krystal diody (HPGe ) jako zdroj rozpadu beta a detektor částic. Detektory z experimentů HdM a Igex byly přepracovány a použity ve fázi 1. Detekční pole je suspendováno v kapalině argon kryostat lemovaný mědí a obklopen ultračistou nádrží na vodu. PMT v nádrži na vodu a plastové scintilátory výše detekovat a vyloučit pozadí miony. Rozlišování ve tvaru pulzu (PSD) se používá jako řez pro rozlišení mezi typy částic.

Fáze 2 zvýší aktivní hmotu na 38 kg pomocí 30 nových detektorů širokopásmového germania (BEGe). Snížení velikosti pozadí je plánováno na 10−3 počty / (keV · kg · rok) s použitím čistších materiálů. Tím se zvýší citlivost poločasu na 1026 let, jakmile je odebráno 100 kg · rok dat, a umožnit vyhodnocení možného rozšíření v tonovém měřítku.

Výsledek

Fáze I shromáždila data od listopadu 2011 do května 2013, s expozicí 21,6 kg · rok, přičemž se dosáhlo limitu poločasu 0νββ 90% CL:

. Tento limit lze kombinovat s předchozími výsledky a zvýšit jej na 3,1025 rok, což znevýhodňuje požadavek na detekci Heidelberg-Moskva. Rovněž byla hlášena vazba na efektivní hmotu neutrin: mν <400 meV.

Byl také měřen poločas rozpadu dvojitého beta: T2νββ = 1.84·1021 rok

Fáze II bude mít další obohacené detektory Ge a snížené pozadí, což zvýší citlivost přibližně o jeden řád.

Fáze II (7 řetězců, 35,8 kg obohacených detektorů) byla zahájena v prosinci 2015.[1]:10

Předběžné výsledky fáze II byly publikovány v Nature.[2] Index pozadí pro detektory BEGe je 0,7 · 10−3 počty / (keV · kg · rok), což se projeví na méně než jeden počet v signální oblasti po expozici 100 kg · rok. Současný limit poločasu je T1/2=5.3·1025 rok (90% C.L.).

Od roku 2018 pokračuje sběr dat Fáze II.

Reference

  1. ^ Spolupráce GERDA; M. Agostini; et al. (8. července 2016). První výsledky z fáze II GERDA (PDF). XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2016). Londýn.
  2. ^ Spolupráce GERDA; M. Agostini; et al. (2017-04-05), „Hledání pozadí bez neutrinového dvojitého β rozpadu 76Ge with GERDA ", Příroda (v němčině), 544 (7648), s. 47–52, arXiv:1703.00570, Bibcode:2017Natur.544 ... 47A, doi:10.1038 / příroda21717, PMID  28382980

Publikace

externí odkazy