6 августа MicroBooNE, временная проекционная камера с жидким аргоном, или LArTPC, записала изображения следов космических мюонов, частиц, которые падают на Землю, когда космические лучи сталкиваются с ядрами в нашей атмосфере.«Это первый детектор такого размера и масштаба, который мы когда-либо запускали в США для использования в пучке нейтрино, поэтому это очень важная веха для будущего нейтринной физики», — сказал Сэм Зеллер, со-спикер MicroBooNE. сотрудничество.Сбор космических мюонов — это всего лишь одна короткая остановка во время экспедиции MicroBooNE в физику элементарных частиц. Центральный элемент из трех детекторов, запланированных для программы Fermilab по нейтрино с короткой базой, или SBN, MicroBooNE будет преследовать гораздо более неуловимые нейтрино, собирая данные об этой слабо взаимодействующей частице в течение примерно трех лет.
Когда луч запускается в октябре, он пройдет 470 метров, а затем пройдет через жидкий аргон в MicroBooNE, где нейтринные взаимодействия приведут к образованию треков, которые детектор может преобразовать в точные трехмерные изображения. Ученые будут использовать эти изображения для исследования аномалий, наблюдаемых в более раннем эксперименте под названием MiniBooNE, с целью определить, был ли избыток низкоэнергетических событий, который наблюдал MiniBooNE, вызван новым источником фоновых фотонов или же могли быть дополнительные типы нейтрино. помимо трех установленных вкусов.Одна из целей MicroBooNE — измерить, как часто нейтрино, взаимодействуя с атомом аргона, будет производить определенные типы частиц. Вторая цель — провести исследовательскую работу для будущих крупномасштабных LArTPC.
MicroBooNE будет передавать сигналы на расстоянии до двух с половиной метров через детектор, что является самым длинным дрейфом в нейтринном пучке для LArTPC. Для этого требуется очень высокое напряжение и очень чистый жидкий аргон. Это также первый случай, когда детектор будет работать с электроникой, погруженной в жидкий аргон в таком большом масштабе.
Все эти характеристики будут важны для будущих экспериментов, таких как Deep Underground Neutrino Experiment, или DUNE, который планирует использовать аналогичную технологию для исследования нейтрино.«Все сообщество физиков элементарных частиц во всем мире определило физику нейтрино как одно из ключевых направлений исследований, которые могут помочь нам лучше понять, как выйти за рамки того, что мы знаем сейчас», — сказал Мэтт Тупс, координатор запуска и со-комиссар MicroBooNE с Fermilab Scientist.
Брюс Баллер. «На те вопросы, которые задают направление, мы надеемся ответить с помощью очень большого детектора LArTPC».По словам Зеллера, еще одним преимуществом эксперимента является подготовка следующего поколения экспертов LArTPC для будущих программ и экспериментов.
MicroBooNE — это результат совместных усилий 25 учреждений, в которых 55 студентов и постдоков неустанно работают над совершенствованием технологии. Коллаборационисты следят за будущим нейтринной физики и технологии жидкого аргона.«Это был долгий путь», — сказала Бонни Флеминг, со-спикер MicroBooNE. «Восемь с половиной лет назад жидкий аргон был полным проигравшим.
Я раньше шутил, что никто не станет сидеть рядом со мной за обеденным столом. И теперь это большая разница. В этой области в качестве технологии будущего выбрали жидкий аргон, и все внимание приковано к нам, чтобы увидеть, будет ли работать наш детектор ».