OPERA ( Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus ) este un experiment pentru studierea oscilațiilor neutrinilor . Acesta are ca scop demonstrarea ipotezei transformării unor tipuri de neutrini (neutrini electronici, muonici și tau) în altele. În 2010, în cadrul experimentului, au fost obținute dovezi directe că neutrinii muoni se pot transforma în neutrini tau [1] .
Experimentul folosește un fascicul de neutrini muoni generat de CERN Proton Super Synchrotron (SPS) din Geneva și trimis la Laboratorul Subteran Gran Sasso (LNGS), unde se află detectorul OPERA, care este utilizat în principal pentru a detecta neutrinii tau proveniți din neutrini muoni. oscilații. Drumul de 732 de kilometri de la CERN la laboratorul Gran Sasso durează particule de 3 milisecunde. Detectorul proiectului OPERA este format din aproximativ 150 de mii de elemente (așa-numitele „cărămizi” (cărămidă)) cu o greutate totală de 1300 de tone: plăci de plumb intercalate cu o peliculă de emulsie cântărind 8,3 kg fiecare [2] . Pe lângă acestea, dispozitivul este echipat cu detectoare electronice și altă infrastructură de sprijin. Construcția sa a început în 2003 și a fost finalizată în primăvara și vara anului 2008 . Experimentul este în prezent în faza sa activă.
La proiectul OPERA participă aproximativ 200 de fizicieni din 36 de institute și 13 țări, inclusiv Rusia [3] .
Pe 22 septembrie 2011, în arhiva de preprinturi electronice a apărut un preprint al unui articol, în care autorii analizează posibilele motive care duc la viteza superluminală a neutrinilor de la sursă la detector [4] [5] . Nu există o interpretare clară a rezultatelor obținute.
Mai tarziu[ când? ] experimentul a fost repetat de același proiect pe aceeași instalație cu o tehnică modificată: neutrinii au fost trimiși în impulsuri scurte cu o durată de 3 ns cu un interval de 524 ns, în urma cărora au fost detectați în mod fiabil 20 de neutrini. Măsurarea vitezei lor a confirmat ipotezele inițiale despre mișcarea lor cu viteza superluminală [6] [7] .
În februarie 2012, a fost posibilă identificarea unor presupuse erori hardware în funcționarea detectorului de neutrini OPERA folosit. Cu toate acestea, acest lucru nu a clarificat complet situația, deoarece aceste erori ar putea avea efectul opus asupra măsurării vitezei neutrinilor, iar valoarea lor exactă nu a fost stabilită. Prima sursă posibilă de eroare, oscilatorul folosit pentru a obține marca temporală pentru sincronizarea cu GPS, ar putea duce la o supraestimare a timpului de zbor al neutrinilor. Al doilea este un conector de cablu de fibră optică care transmite semnalul GPS către ceasul OPERA. Funcționarea sa incorectă ar putea duce la o subestimare a timpului de zbor al neutrinilor. [8] [9]
Au fost efectuate experimente repetate ca parte a experimentului ICARUS. Acest detector de neutrini se află, de asemenea, în laboratorul Gran Sasso și este, de asemenea, capabil să capteze particulele trimise de la CERN. Rezultatele experimentelor cu fascicule scurte de particule la ICARUS au arătat că neutrinii au ajuns la detector exact în conformitate cu teoria, adică nu au călătorit mai repede decât lumina în vid.
În mai 2012, OPERA a efectuat o serie de experimente de control și a ajuns la concluzia finală că un defect tehnic a fost motivul concluziei eronate despre viteza superluminală. Conectorul cablului optic nu a fost complet fixat, ceea ce a dus la atenuarea semnalului optic și la o creștere semnificativă a întârzierii în circuitul electric pentru detectarea impulsului de ceas PPmS ESAT atunci când acesta a fost transmis de la GPS la ceasul master OPERA [10] ] [11] [12] [13] .
| Experimente și detectoare în fizica neutrinilor | |
|---|---|
| Descoperiri |
|
| Operare | |
| În construcție |
|
| Închis |
|
| Sugerat |
|
| Anulat |
|
