OPERA ( Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus ) je experiment pro studium oscilací neutrin . Je zaměřena na prokázání hypotézy přeměny některých typů neutrin (elektronických, mionových a tau neutrin) na jiné. V roce 2010 byly v rámci experimentu získány přímé důkazy, že mionová neutrina se mohou proměnit v tau neutrina [1] .
Experiment využívá svazek mionových neutrin generovaný CERN Proton Super Synchrotron (SPS) v Ženevě a zaslaný do Gran Sasso Underground Laboratory (LNGS), kde je umístěn detektor OPERA, který se používá především k detekci tau neutrin vznikajících z mionových neutrin. oscilace. Cesta 732 kilometrů z CERNu do laboratoře Gran Sasso trvá částicím 3 milisekundy. Detektor projektu OPERA se skládá z přibližně 150 tisíc prvků (tzv. „cihel“ (cihla)) o celkové hmotnosti 1300 tun: olověných plátů prokládaných emulzní fólií o hmotnosti 8,3 kg každý [2] . Kromě nich je zařízení vybaveno elektronickými detektory a další podpůrnou infrastrukturou. Jeho stavba začala v roce 2003 a dokončena byla na jaře a v létě roku 2008 . Experiment je v současné době v aktivní fázi.
Na projektu OPERA se podílí přibližně 200 fyziků z 36 ústavů a 13 zemí včetně Ruska [3] .
Dne 22. září 2011 se v archivu elektronických preprintů objevil preprint článku, ve kterém autoři rozebírají možné příčiny vedoucí k nadsvětelné rychlosti neutrin od zdroje k detektoru [4] [5] . Jednoznačná interpretace získaných výsledků neexistuje.
Později[ kdy? ] experiment byl opakován stejným projektem na stejném zařízení s upravenou technikou: neutrina byla vysílána v krátkých pulzech o délce 3 ns s intervalem 524 ns, v důsledku čehož bylo spolehlivě detekováno 20 neutrin. Měření jejich rychlosti potvrdilo výchozí předpoklady o jejich pohybu nadsvětelnou rychlostí [6] [7] .
V únoru 2012 se podařilo identifikovat některé údajné hardwarové chyby v činnosti použitého detektoru neutrin OPERA. To však situaci zcela nevyjasnilo, protože tyto chyby mohly mít opačný vliv na měření rychlosti neutrin a jejich přesná hodnota nebyla stanovena. První možný zdroj chyb, oscilátor použitý k získání časového razítka pro synchronizaci s GPS, by mohl vést k nadhodnocení doby letu neutrin. Druhým je konektor optického kabelu, který přenáší signál GPS do hodinek OPERA. Jeho nesprávná činnost by mohla vést k podcenění doby letu neutrin. [8] [9]
Opakované experimenty byly prováděny v rámci experimentu ICARUS. Tento detektor neutrin je také umístěn v laboratoři Gran Sasso a je také schopen zachytit částice poslané z CERNu. Výsledky experimentů s krátkými svazky částic na ICARUS ukázaly, že neutrina dosáhla detektoru přesně v souladu s teorií, to znamená, že se ve vakuu nepohybovala rychleji než světlo.
V květnu 2012 OPERA provedla sérii kontrolních experimentů a dospěla ke konečnému závěru, že důvodem chybného závěru o nadsvětelné rychlosti byla technická závada. Konektor optického kabelu nebyl zcela upevněn, což vedlo k útlumu optického signálu a výraznému zvýšení zpoždění v elektrickém obvodu pro detekci hodinového impulsu ESAT PPmS při jeho přenosu z GPS do hlavních hodin OPERA [10 ] [11] [12] [13] .
| Experimenty a detektory ve fyzice neutrin | |
|---|---|
| Objevy |
|
| Provozní |
|
| Ve výstavbě |
|
| ZAVŘENO |
|
| Doporučeno |
|
| Zrušeno |
|
