Xenonkärlet och vakuumkärlet för nästa experiment med Anriched Xenon Observatory (nEXO) byggdes vid Lawrence Livermore National Laboratory. Experimentet kommer att söka efter en extremt sällsynt kärnprocess som kallas neutrinolös dubbel-beta-förfall (NDBD). Upphovsman:Lawrence Livermore National Laboratory
Att bestämma egenskaper hos den svårfångade partikeln som kallas en neutrino-genom observation av en extremt sällsynt kärnprocess som kallas neutrinlös dubbel-beta-förfall (NDBD)-kan ge en inblick i universums natur under de första ögonblicken av Big Bang.
Som en del av ett internationellt samarbete, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskare har föreslagit nästa experiment med berikat Xenon -observatorium (nEXO), en kandidat för nästa generation av NDBD -experiment. Om den upptäcks, NDBD skulle visa att det finns en ny elementär partikel, Majorana fermion. Denna upptäckt kan omforma standardmodellen för partikelfysik och leda till en bättre förståelse av neutrinoer och deras inverkan på universums utveckling. Forskningen bakom experimentet visas i tidskriften Physical Review C.
NDBD är en teoretisk process med en halveringstid mer än 1016 gånger universums ålder och kan hjälpa till att avgöra om neutrinoer är deras egna antipartiklar och förklara varför, från lika delar materia och antimateria, universum utvecklades till sitt nuvarande materiedominerade tillstånd.
Utformningen av nEXO-detektorn-en 5-ton flytande xenon (Xe) tidsprojektionskammare (TPC) med 90 procent berikad 136Xe-utnyttjar den bästa tekniken för nästa fas av NDBD-sökning.
Experimentet Enriched Xenon Observatory 200 (EXO-200) utgör grunden för det pågående arbetet med en mer känslig detektor för att observera neutrinolöst dubbel beta-förfall (NDBD). Här visas EXO-200 avläsningstrådar och lavinfotodioder som används för att mäta inducerat och samlat laddnings- och scintillationsljus från partikelförfall i detektorns huvudkärl. Kredit:SLAC National Accelerator Laboratory
"En konkurrenskraftig ökning av NDBD-halveringstidskänsligheten med 2 storleksordningar över nuvarande experiment är möjlig" med hjälp av nEXO-detektorn, sa LLNL -forskaren Samuele Sangiorgio, huvudförfattare till tidningen. "Vi har nu stort förtroende för nEXO:s design och tillvägagångssätt, och vi kommer att kunna mäta denna sällsynta händelse. "
Forskare räknar med att bara se ett dussin förfall i ett decennium långt experiment. På grund av denna mycket låga signalhastighet, falska signaler från bakgrundsstrålning och kosmiska strålar måste undertryckas så mycket som är möjligt. "Att förstå bakgrunden är nyckeln till att göra ett övertygande fall för ett NDBD -experiment, och är verkligen en av de viktigaste aspekterna av tidningen, "Sa Sangiorgio.
