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用戶:Joshua whi/Borexino中微子天文台

座標：42°28′N 13°34′E / 42.46°N 13.57°E / 42.46; 13.57
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Borexino中微子實驗室
Borexino Detector in LNGS in September 2015
Borexino探測器位於LNGS地下C廳北側（2015年9月）。探測器完全由絕熱層包覆（銀色包層），從而使其史無前例的低放射性本底進一步降低。
探測器特徵
位置格蘭薩索國家實驗室
開始取數2007
探測方式液閃彈性散射（PC+PPO）
高16.9米
寬18米
有效質量（體積）278噸（315立方米） ≈100噸有效質量

Borexino是一個研究低能（亞MeV）太陽中微子的粒子物理學實驗。

Borexino探測器是世界上放射純度最高的液體閃爍熱量計。 探測器放置在一個安裝信號探測器（光電倍增管）的不鏽鋼球內，採用水層屏蔽外界輻射並標記穿透上方山體入射的宇宙繆子。

Borexino實驗的主要目的是精確測量各種味荷的太陽中微子通量，並與標準的太陽能模型的預測相比較，從而驗證並促進對太陽運行的原理（如：日心發生的核聚變過程、太陽組成、不透明度、質量分佈等）的理解。實驗還有助於確定中微子振盪的性質，包括MSW效應。 實驗的具體目標是探測鈹-7、硼-8、pp、pep和CNO太陽中微子以及地球和核電廠反應堆產生的反中微子；還可能具有通過探測中微子-質子的彈性散射中性流相互作用來探測系內超新星中微子的能力。 Borexino是超新星的預警系統成員[1]。此外，Borexino還在進行對罕見過程和潛在的未知粒子的搜索。

Borexino一詞是BOREX (BORon solar neutrino EXperiment）的意大利語。BOREX是Borexino前身，計劃使用1千噸三甲基硼作為閃爍體，後因研究關注點轉移和預算限制中止[2]。 Borexino實驗在位於意大利格蘭薩索國家實驗室，鄰近小鎮拉奎拉。Borexino由國際合作組織支持，研究人員來自意大利、美國、德國、法國、波蘭和俄羅斯等[3]。Borexino由多個國家機構資助，包括 INFN（意大利國家核物理研究所）和NSF（美國國家科學基金會）。Borexino於2007年開始取數，於2017年5月連續運行滿10年。

在Borexino基礎上，INFN等合作組提出SOX項目，計劃利用Borexino超低放射性本底的探測器，並使用放射性鈰-144作為中微子源，來研究可能存在的惰性中微子或短程中微子震盪中的其他反常效應。2018年初，此項目因反中微子源製造工藝的不可克服的技術問題被取消。

探測實驗成果大事記[編輯]

  • 2007年5月，Borexino探測器開始採取數據[4]。2007年8月，該項目首次探測到太陽的中微子。 此次觀測為實時觀測[5][6]。數據的分析延長到2008年[7]。
  • 2010年，Borexino首次觀測到地球中微子。地球中微子是鈾、釷、鉀和銣發生放射性衰變時放出的反中微子。Borexino僅能探測 238U/232Th鏈反應產生的反中微子，因為Borexino可以探測這一反應中的反β衰變反應過程[8][9]。同年，Borexino公佈了8B太陽中微子通量的最低閾值(3MeV)測量結果[10]。此外，多源探測器校準的工作同時展開[11]。研究者將 多种放射源置入探測器，研究探測器對已知的信號的反應並與待證明的反應結果相比較。
  • 2011年，Borexino發表了7Be太陽中微子通量的精確測量[12][13]，並公佈了首個觀測到pep太陽的中微子的證據[14][15]。
    灰色的帶比較的地區的三個太陽的中微子望遠鏡，能夠測量的能源的事件，都是敏感的。 注意，預測的太陽能模型正在對數比例：超級神岡和斯諾可以觀察到的約0.02％的總額，同時Borexino可以觀察到每種類型的預測的中微子。
  • 2012年，Borexino公佈了CERN到格蘭薩索中微子實驗的中微子速度測量結果，結論是與光速一致[16]。參見測量的微中子的速度。同時，實驗室開展了對閃爍體深層次純化的工作外，成功地將環境殘餘背景的放射性降低到前所未有的水平（比天然背景輻射降低了15個數量級）。
  • 2013年，Borexino提出了一個惰性中微子參數的限制條件[17]。此外，實驗室提取到一個地球中微子的信號[18]，為地殼中的放射性元素活動[19]這一至今尚不明確的研究領域提供了深入了解[20]。
  • 2014年，Borexino實驗合作組發表對太陽核心質子–質子聚變的分析，發現太陽活動保持長達105年時間尺度的穩定[21][22]。若考慮MSW效應描述的中微子震盪現象，那麼Borexino的結論與標準太陽模型一致。Borexino的此項結論是太陽研究中的一個里程碑。在此之前，低能中微子實驗（SAGE、Gallex、GNO）已經成功地對一定能量以上的中微子進行計數，但是從未對單次的通量進行測量。
    光譜Borexino數據用於同時測定 pp, pep 和 7的太陽能ν通量以及最佳可用限制在北西ν通量薄弱的限制。[23] 太陽能ν組成紅色顯示；背景件在其他的顏色。 下圖顯示之間的差異頻譜形狀的數據(黑色曲線)，並預期的形狀時分析添加在一起並配合的信號對應於每個物種。
  • 2015年，Borexino發佈了新的地球中微子能譜分析[24] 和當時世界上對電荷不守恆一個最嚴格的上界[25]。此外，一個多才多藝的溫度的管理和監測系統安裝在幾個階段整個2015年。[26] 它包括多傳感器緯度的溫度探測系統(佳而常披)，其試驗和第一階段安裝發生在晚 於2014年；和隔熱系統中(TIS)，最小化的熱影響的外部環境的內部液體[27] 通過廣泛的絕緣性的試驗的外牆。 後來在 2015年,Borexino也取得了 最佳可用限的使用壽命的電子 (通過e−→γ+ν衰退)，提供最嚴格的確認收費的保護。
SOX反發電機的部署，沿軌道：從其外送點(下的權利)，通過熱的地區(低權利內部清理房間)，其業務職位(頂級中心)在小坑下Borexino

紅襪隊的實驗[30] 旨在完全確認時或在一個明確的反證的所謂的 中微子的異常情況，一個集的間接證據的電子中微子失蹤觀察到在 LSND, MiniBooNE，核反應堆和與太陽的中微子鎵探測器(GALLEX/GNO, SAGE). 如果成功，SOX將表明存在無菌的微中子部件和開放一個全新的時代的基本粒子物理學和宇宙觀。 一個穩定的信號將意味着發現的第一顆粒超過 標準電弱模型 ，並將產生深遠的影響在我們對宇宙的認識和基本粒子物理學。 在情況下的一個負面的結果，它將能夠接近一項長期辯論有關的現實的中微子異常情況，將會探測器的存在新的物理在低能量的中微子的相互作用，將提供一個測量中微子磁性的時刻，溫伯格*角度和其他基本物理參數；並將產生一個一流的能源標定為Borexino這將是非常有益於未來的高精度太陽的中微子的測量。

參考文獻[編輯]

  1. ^ Borexino Collaboration. The Borexino detector at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 2009, 600 (3): 568–593. Bibcode:2009NIMPA.600..568B. arXiv:0806.2400 可免費查閱. doi:10.1016/j.nima.2008.11.076. 
  2. ^ Georg G. Raffelt. https://books.google.com/books?id=6esnbt7BfIwC&pg=PA393 |chapterurl=缺少標題 (幫助). BOREXINO. University of Chicago Press. 1996: 393–394. ISBN 978-0226702728. 
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  6. ^ Borexino Collaboration. First real time detection of 7Be solar neutrinos by Borexino. Physics Letters B. 2008, 658 (4): 101–108. Bibcode:2008PhLB..658..101B. arXiv:0708.2251 可免費查閱. doi:10.1016/j.physletb.2007.09.054. 
  7. ^ Borexino Collaboration. Direct Measurement of the Be7 Solar Neutrino Flux with 192 Days of Borexino Data. Physical Review Letters. 2008, 101 (9): 091302. Bibcode:2008PhRvL.101i1302A. PMID 18851600. arXiv:0805.3843 可免費查閱. doi:10.1103/PhysRevLett.101.091302. 
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外部連結[編輯]

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