Maria Goeppert-Mayer
Майкл Моу — физик из США (Калифорнийский университет, г. Ирвайн), лидер группы, впервые наблюдавшей двухнейтринный двойной бета-распад в прямом (счетчиковом) эксперименте. Он стоит между двумя магнитами времяпроекционной камеры пионерского эксперимента.
Heidelberg-Moscow Ge Experiment Эксперимент Гейдельберг-Москва в подземной лаборатории Гран Сассо (Италия). Четыре HPGe детектора из обогащенного германия в процессе сборки (слева) и пятый детектор из обогащенного германия, размещенный в отдельной защите (справа), суммарная масса детекторов 11. 51 кг. H. V. Klapdor-Kleingrothaus
NEMO-3 (Neutrino Ettore Majorana Observatory, Fréjus Underground Laboratory)
Детектор NEMO-3 (слева) в процессе сборки (подземная лаборатория в Модане, Франция). Детектор состоитиз 20 секторов и после сборки будет окружен многослойной пассивной защитой. Один из секторов перед установкой в детектор (справа). В центре расположен источник с исследуемым материалом. Хорошо видны сцинтилляционные счетчики (обмотанные майларом) и электронные фотоумножители (слева).
cylindrical shape, 4 3 m detector is protected by iron ( ), wood and borated water (n) shielding thin source foils (50 mg/cm 2) are located in the middle of the tracking volume 6. 9 kg of 100 Mo and the 0. 9 kg 82 Se are used to search for 0 decay smaller amounts of 130 Te, 116 Cd, 150 Nd, 96 Zr and 48 Ca are used to measure twoneutrino double beta decay tracking chamber contains 6180 drift cells operating in Geiger mode (vertex resolution of about 1 cm) calorimeter consists of 1940 plastic scintillator blocks with photomultiplier readout 25 Gauss magnetic field is used for charge identification detector is capable of identifying e−, e+, and particles
Типичное 2β(2ν) событие в детекторе NEMO-3 (вид сверху). Видно, как два электрона вылетают из общей точки в источнике (красная линия) и останавливаются в пластиковых сцинтилляционных счетчиках, расположенных на внутренней и внешней стенках детектора. В результате измеряются энергия отдельных электронов и угол между ними. Синие кружочки - это сработавшие гейгеровские счетчики. Треки имеют характерную для электронов кривизну, поскольку электроны движутся в магнитном поле.
Total energy, individual energy and angular distributions of the 100 Mo 2 events in the NEMO-3 experiment for the low radon data phase (3. 49 years).
Total energy spectra of 2 electrons events observed in NEMO-3 after 4. 5 years for 100 Mo on the left and 82 Se on the right. For 100 Mo, 18 events have been observed between 2. 8 and 3. 2 Me. V for 16. 4 ± 1. 4 expected. For 82 Se, 14 events have been observed between 2. 6 and 3. 2 Me. V for 10. 9 ± 1. 3 expected. For illustration, the magenta line represents what a 0 signal would look like with a given half-life.
Other proposals: CANDLES, XMASS, NEXT, LUCIFER, DCBA, COBRA, MOON …
Enriched Xenon Observatory TPC The EXO-200 double-beta-decay detector is a cylinder 40 cm in diameter that will be filled with about 200 kg of xenon enriched to 80% with the isotope 136 Xe.
GERDA - GERmanium Detector Array, Italy, LNGS area of 10. 5 × 10. 4 m 2
17. 7 kg enriched diodes
Крупномасштабные нейтринные детекторы, с помощью которых были зарегистрированы геонейтрино
Site properties Summer expedition Winter expedition Day temperature >250 km 3 Depth – 1360 m with flat bed at distance > 3 km from the shore allows > 250 km 3 instrumented volume !
Site properties Strong ice cover during ~2 months: - Telescope installation, maintenance, upgrade and rearrangement - Installation & test of a new equipment - All connections are done on dry - Fast shore cable installation (3 -4 days) Water optical properties: - Absorption length – 22 -24 m - Scattering length – 30 -50 m - Moderately low background in fresh water March 2011 cable tractor with ice cutter ice slot cable layer Shore cable deployment Water properties allow detection of all flavor neutrinos with high direction-energy resolution!
1998 - NT 2005 - NT 200+ Quasar photodetector ( =37 cm) NT 200: 8 strings (192 OMs) Height x = 70 m x 40 m, Vinst=105 m 3 Effective area: 1 Te. V~2000 m² Eff. shower volume: 10 Te. V~ 0. 2 Mton ~ 3. 6 km to shore, 1070 m depth NT 200+ = NT 200 + 3 outer strings (192+36 OMs) Height x = 210 m x 200 m, Vinst = 5 106 m 3 Eff. shower volume: 104 Te. V ~ 10 Mton
Structure elements of the detector 12 -16 OM String 2 -4 Sections Cluster 8 Strings R ~ 60 m To the shore String section, 12 OMs Section L~ 705 m OM
GVD desing Configuration 10368 Optical modules, 216 Strings: 48 OM/Str. , 4 Sec. /Str. 27 Clusters: 8 Str/Cluster Geometry: Z = 15 m – distance between ОМ on string R = 60 m – cluster radius H = 300 m – distance between clusters Instrumented volume: ~1. 5 km 3 Depth: 600 -1300 m Muons: (E>1 Te. V): Seff ~ 0. 3– 1. 8 km 2 ; δθmed < 0. 5 o ; δlg(E/Em) ~0. 4 10368 OMs 2304 OMs Cascades: (E>10 Te. V): Veff ~0. 4– 2. 4 km 3; δ(E/Esh) ~25%; δθmed~ 5 o 10368 OMs 2304 OMs
GVD prototype strings 2009 - 2010 Prototype string 2009 Prototype string 2010 PMT: Photonis XP 1807 6 OM Hamamatsu R 8055 6 OM PMT: Hamamatsu R 7081 HQE NT 200+ In-situ tests of basic elements of GVD with prototypes strings (2009. . . 2010) Investigation and tests of new optical modules, DAQ system, cabling system, triggering approaches ( LED Laser Muons) 7 OM Hamamatsu R 8055 3 OM
Cluster 2011 technical design Optical modules The OMs house photomultipliers of different types: 16 PMT R 7081 HQE (Hamamatsu, 10 inch) 5 PMT R 8055 (Hamamatsu, 13 inch) 3 PMT XP 1807 (Photonis, 12 inch Strings • Size reduced section: 8 optical modules, CM and SM. • CM (Central module): 2 ADC board (8 chan. ), Master. • SM (Service module): Control and connection to the cluster DAQ center. • Acoustic positioning system, 3 modules on each string. (accuracy ~2 cm, measurements each 30 sec) Cluster DAQ center provides the string triggering, power supply, and communication to shore. Communication lines Connection between the strings and cluster DAQ center: 1. 2 km copper cable. Connection to shore – optical cable 6 km. 70
Optical cable 2011 BAIKAL-GVD prototype cluster: 2011 NT 200+ communication lines 248 “live” days NT 200+ Sketch of prototype cluster, neutrino telescope NT 200+, and communication lines locations. In April 2011, a prototype cluster of GVD was installed in Lake Baikal. − 3 vertical strings with 8 optical modules each. − Vertical spacing between OMs is 10 m. − Horizontal distance between strings is 40 m. − Depths is 1205 – 1275 m. 71
Present and nearest future 2012 3 -strings, first full scale GVD string (24 ОМ) Data taking since April 2012 2013 Detector with 3 full scale GVD strings DAQ DAQ 2014 -2015 Cluster (8 strings) DAQ 106 м 3 4 106 м 3
Two downgoing events with parallel tracks An upgoing muon event An extremely high energy downgoing event Downgoing muon
Два фотоприёмника с Байкальского нейтринного телескопа, заключённые в герметичные стеклянные сферы.
