Die Ergebnisse des ProtoDUNE-Detektors zur Untersuchung von Neutrinos wurden veröffentlicht
Die DUNE Collaboration hat ihr erstes wissenschaftliches Papier veröffentlicht, das auf Daten basiert, die mit dem einphasigen ProtoDUNE-Detektor auf der Neutrino-Plattform am CERN gesammelt wurden.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Detektor mit einem Wirkungsgrad von über 99% arbeitet und damit nicht nur die größte, sondern auch die bisher effizienteste flüssige Argonkammer für Neutrino-Studien ist.
"Diese ersten Ergebnisse sind eine gute Nachricht für uns", sagen die Forscher. „Sie zeigen, dass der ProtoDUNE-SP-Detektor sogar noch besser als erwartet arbeitet. Wir sind jetzt bereit, die ersten Komponenten für den DUNE-Detektor zu erstellen, die Detektormodule enthalten, die auf diesem Prototyp basieren, aber 20-mal größer sind. “
DUNE ist ein ehrgeiziges internationales Experiment, bei dem die Eigenschaften winziger Elementarteilchen namens Neutrinos gemessen werden. Neutrinos sind die am häufigsten vorkommenden Materieteilchen im Universum, aber da sie selten mit anderen Teilchen interagieren, sind sie unglaublich schwer zu untersuchen.
Es gibt mindestens drei verschiedene Arten von Neutrinos, und jede Sekunde passieren 65 Milliarden von ihnen jeden Quadratzentimeter der Erde. Wenn sie reisen, machen sie etwas Besonderes: Sie wechseln von einem Typ zum anderen.
Wissenschaftler glauben, dass diese Neutrino-Oszillationen sowie die mit Antimaterie-Neutrinos verbundenen Oszillationen dazu beitragen können, einige wichtige Fragen in der Physik zu beantworten, wie beispielsweise die beobachtete Asymmetrie von Materie und Antimaterie im Universum. DUNE wird auch nach Supernova-Neutrinos und nach seltenen subatomaren Prozessen wie dem Protonenzerfall suchen.
"ProtoDUNE-SP zeigt, dass wir diese Art von Technologie auf die Größe und Auflösung skalieren können, die wir benötigen, um Neutrinos endgültig unter ein sehr leistungsfähiges Mikroskop zu stellen", sagte Marzio Nessi, Koordinator der CERN Neutrino-Plattform.
Eine genaue Messung dieser Schwingungen wird einige theoretische Modelle einschränken und sogar ausschließen und neue Wege für die Entdeckung und Untersuchung seltener subatomarer Phänomene eröffnen. Um diese genauen Messungen zu erhalten, benötigen Wissenschaftler unglaublich große, empfindliche und zuverlässige Detektoren.
DUNE soll die Natur von Neutrino-Oszillationen aufdecken, indem ein intensiver Neutrino-Strahl von Fermilab in der Nähe von Chicago über 1.300 Kilometer Erde in vier riesige unterirdische Detektormodule geleitet wird, die sich 1,5 km tief in der unterirdischen Forschungseinrichtung von Sanford in South Dakota befinden.
Die beiden ProtoDUNE-Detektoren am CERN - einer auf Einphasen- und der andere auf Zweiphasen-Flüssigargon-Technologie - sind ein Schritt in Richtung der Entwicklung riesiger DUNE-Detektormodule, die jeweils mit 17.000 Tonnen Flüssigargon gefüllt sind. Der im Februar veröffentlichte DUNE Engineering Design Report ist die Blaupause für diese Module.