NA62 실험

슈퍼 프로톤 싱크로트론
(SPS)
주요 SPS 실험
UA1	지하 1구역
UA2	지하 2
NA31	NA31 실험
NA32	고해상도 실리콘 검출기를 이용한 강입자 상호작용에서의 매력 생성에 관한 연구
나침반	구조 및 분광을 위한 공통 뮤온 및 프로톤 장치
빛나다	SPS 중이온 및 중성미자 실험
NA62	NA62 실험
SPS 프리 액셀러레이터
p와 Pb	양성자(Linac 2) 및 리드(Linac 3)용 선형 가속기
(마크 없음)	양성자 싱크로트론 부스터
PS	양성자 싱크로트론

NA62 실험(제안 단계에서는 P-326으로 알려져 있음)은 CERN의 SPS 가속기 북쪽 영역에서 이루어지는 고정 대상 입자 물리학 실험입니다.그 실험은 2007년 2월에 승인되었다.데이터 수집은 2015년에 시작되었으며, 이 실험은 세계 최초로 10의⁻¹² 확률로 충전된 카온의 부패를 조사할 것으로 예상된다.이 실험의 대변인은 크리스티나 라제로니(2019년 1월 이후)이다.이 협력에는 ^[1]세계 13개국 30개 기관에서 333명이 참여하고 있다.

목표들

이 실험은 하전된 카온의 희귀 부식을 연구하여 표준 모델의 정밀 시험을 실시하기 위한 것입니다.설계가 최적화 된 주요 목표는 약 100개의 붕괴 후보를⁺ 낮은 백그라운드에서 검출하여 10%의 정밀도로 초경도 붕괴 K → δ⁺ + δ δ의 속도를 측정하는 것이다.이를 통해 ^[2]10% 이상의 정밀도로 CKM 매트릭스 요소_td V를 결정할 수 있습니다.이 원소는 꼭대기 쿼크가 아래 쿼크로 붕괴할 가능성을 매우 정확하게 관련짓습니다.입자 데이터 그룹의 2008년 입자 물리학 검토에는 V = 0.00874+0.00026-0
.00037이 ^[3]나와_td 있습니다.카온 물리학의 광범위한 연구 프로그램은 다른 희귀한 부패에 대한 연구, 금지된 부패에 대한 연구 및 표준 모델에 의해 예측되지 않은 새로운 외래 입자에 대한 연구(예: 다크 광자)를 포함하여 병렬로 실행됩니다.

실험 기기

원하는 정밀도를 달성하기 위해 NA62 실험에서는 신호 강도에 관한 일정 수준의 백그라운드 제거가 필요합니다.즉, 고해상도 타이밍(높은 속도 환경을 지원하기 위한), 운동학적 제거(입자 kaon 벡터에 대한 붕괴에서 관찰된 입자의 결손 질량의 제곱 절단을 포함한다), 입자 동정, 광자의 큰 각도로의 비밀 거부 및 수용 범위 내의 뮤온 및 용장성cy of information.^[4]

이러한 필요성 때문에 NA62 실험은 약 270m 길이의 검출기를 구축했다.이 실험의 컴포넌트는 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.자세한 것에 대하여는,^[5] 을 참조해 주세요.

보선

NA62 실험의 기초는 카온의 부패를 관찰하는 것이다.이를 위해 실험은 SPS로부터 두 개의 빔을 받습니다.

P42라고 불리는 1차 빔은 K 빔의⁺ 생산에 사용됩니다.400 GeV/c 양성자 빔은 3개의 분기로 분할되어 3개의 표적(T2, T4, T6)에 도달한다.이것은 지하 표적 터널(TCC2)을 통해 유도되는 2차 입자의 빔을 생성합니다.T4의 출구에서 투과된 양성자의 빔은 수직으로 움직이는 빔 덤프/콜리메이터 모듈인 P42용 TAX1 및 TAX2의 2개의 구멍을 통과하며, 이 모듈에서는 서로 다른 구멍의 홀이 빔의 각도 수용을 정의하므로 양성자의 플럭스를 광범위하게 선택할 수 있다.기기의 부품을 보호하기 위해 컴퓨터 감시 프로그램은 P42 빔 라인에 따른 주자석 내 전류를 감시하고 오류 시 Tax 2를 폐쇄할 수 있도록 한다.

2차 빔 라인 K12HICA+는 kaon 빔 라인입니다.이 빔은 North Area High Intensity Facility의 400GeV/c 양성자의 높은 플럭스에서 나오도록 설계되었습니다.실험 NA48 검출기가 설치된 대상/빔 터널 TCC8과 동굴 ECN3의 총 길이는 270m이다.기존 대상 스테이션인 T10(TCC8의 시작에서 15m 위치에 있음)을 재사용하고, 붕괴 기준 영역의 시작을 표시하고 NA48 검출기(액체 크립톤 전자 아님)를 가리키는 길이 102m의 기존(직선) K12 빔 라인을 따라 보조 빔을 설치할 계획이다.자기 열량계(LKR)를 사용한다.

이러한 빔은 기준 영역에서 4.5MHz의 kaon 붕괴를 유발하며 하드론 ^[6]플럭스당 K 붕괴에 대한⁺ 비율은 ~6%입니다.

시더/KTAG

KTAG는 분리되지 않은 하드론 빔 내에서 $K^{+}$ K $K^{+}$ +(\ $displaystyle$ K $^{+})$ 입자를 $K^{+}$ $K^{+}$ 하도록 설계된 'kaon 태거'입니다.이 검출기는 8개 배열의 광검출기(KTAG)로 구성된 맞춤형 검출기로 계측된 차등 체렌코프 카운터(CERN west-area cedar)입니다.

Giga Tracker (GTK)

Kaon의 붕괴 영역 바로 앞에 배치된 GTK는 모든 빔 트랙의 시간, 방향 및 운동량을 측정하도록 설계되었습니다.GTK는 분광계이며 들어오는 75GeV/c kaon 빔에서 측정을 제공할 수 있습니다.GTK의 측정은 붕괴 선택 및 백그라운드 감소에 사용됩니다.

GTK는 빔 경로를 기준으로 검출된 순서에 따라 GTK1, GTK2, GTK3이라는 라벨이 붙은3개의 스테이션으로 구성됩니다.4개의 무채색 자석 주위에 장착되어 있습니다(빔을 꺾는 데 사용됩니다).전체 시스템은 빔 라인을 따라 배치되며 진공 ^[8]탱크 안에 있습니다.

샨티

이 대전된 카운터 검출기(CHANTI)는 주로 빔 입자와 GTK3 사이의 비탄성 상호작용이 있는 이벤트를 거부하도록 설계되었다.검출기는 빔을 둘러싼 섬광기 검출기 6면으로 구성된다.

빨대 추적기

Kaon 빔은 상류 영역을 통과하여 대형 진공 용기 내부의 약 60m 길이의 영역인 붕괴 영역으로 들어가며, 그 후 빨대 추적 스테이션에서 붕괴 생성물이 감지됩니다.이 시스템은 붕괴 영역에서 발생하는 2차 하전 입자의 방향과 운동량을 측정합니다.이 분광계는 4개의 챔버가 고개구 다이폴 자석과 교차하여 제작되었습니다.각 챔버는 4개의 좌표를 제공하기 위해 4개의 뷰를 제공하도록 배치된 여러 개의 빨대 튜브로 구성됩니다.전체 시스템의 빨대 7168개 중 단 1개만 결함이 있었다.2015년 주행 ^[9]중 누출 빨대는 밀봉되어 검출기가 정상적으로 작동하였다.

포토 거부권 제도

그 실험은 0에서 50 밀리라디안 사이의 은밀한 커버리지를 제공하는 광자 거부 시스템을 가지고 있다.이 시스템은 다양한 각도 범위를 커버하는 여러 서브시스템으로 구성되어 있습니다.대각도 베토스(LAVs)는 8.5~50 밀리라드, 액체 크립톤 열량계(LKr)는 1~8.5 밀라드, 소형 각도 베토스(SAV)는 0~1 밀라드를 커버합니다.

Large Angle Vetos (LAV)

12개의 LAV 관측소는 붕괴 부피를 둘러싼 납 유리 섬광기 검출기의 고리형 링 4개 또는 5개로 구성된다.첫 번째 11개의 스테이션은 붕괴 부피 및 SLOW와 동일한 진공 탱크에서 작동하며, 최종 챔버(LAV12)는 RICH 뒤에 위치하여 공기 중에 작동합니다.

스몰 앵글 베토스(SAV), 중환 열량계(IRC) 및 스몰 앵글 열량계(SAC)

IRC와 SAC는 납과 플라스틱 섬광기의 번갈아 층으로 구성된 전자파 샘플링 열량계이다.SAC는 빔 경로에 맞춰 실험 장치의 맨 끝에 위치하지만 하전 입자가 구부러져 빔 덤프로 전송된 후 배치됩니다.즉, 빔 방향을 따라 0 각도까지 이동하는 모든 광자를 검출할 수 있습니다.

액체 크립톤 열량계(LKr)

LKr 디텍터는 NA48에서 업그레이드된 판독 시스템과 함께 재사용됩니다.열량계의 활성 물질은 액체 크립톤이다.하전 입자 또는 광자에 의해 시작된 전자파 샤워는 액체 크립톤 내부에 위치한 양극으로 표류하는 이온화 전자를 통해 감지됩니다.신호는 증폭되어 판독 시스템에 분배됩니다.

링 이미징 체렌코프 검출기(RICH)

RICH는 15GeV/c에서 35GeV/c 사이의 운동량 입자에 대해 파이온과 뮤온을 구별하도록 설계되었습니다.최대 직경 4.2m의 17.5m 길이의 선박으로 만들어졌으며 질소 가스로 채워져 있다(약 990mbar).하전 입자가 가스를 통과할 때 체렌코프 광자는 입자의 운동량과 질량과 질소가스의 압력에 의해 정해진 일정한 각도로 방출된다.광자는 RICH의 다운스트림 끝의 미러 배열에서 반사되며 용기 업스트림 끝의 광전자 증배관 검출기 두 배열에서 검출된다.

충전된 호도스코프(NA48-CHOD 및 CHOD)

CHOD 검출기는 하전 입자를 검출하는 트리거 시스템에 입력을 제공하는 섬광 검출기입니다.시스템은 NA48-CHOD 검출기로 형성되며 NA48 실험에서 재사용되며 수직 및 수평으로 배치된 섬광 바의 2개 평면과 실리콘 광전자 증배기에 의해 판독된 섬광기 타일로 구성된 새로 구성된 CHOD로 구성된다.

하드로닉 열량계(MUV1 및 MUV2)

MUV1과 MUV2는 철과 섬광기의 번갈아 층에서 형성된 표본 하드론 열량계이다.새로 구축된 MUV1은 샤워기의 전자파 성분과 하드론 성분을 분리하기 위한 미세한 횡분할을 가지고 있으며, MUV2는 NA48에서 재사용된다.

뮤온 거부권 검출기(MUV3)

MUV3는 섬광기 타일 평면으로 구성되며 광전자 증배기 쌍으로 판독되며 뮤온만 검출되는 입자를 차단하는 80cm 철벽 뒤에 배치된다.이 검출기는 트리거 수준에서 빠른 뮤온 거부권을 제공하며 분석 수준에서 뮤온을 식별하는 데 사용된다.

데이터.

이 실험은 새 검출기 구성요소가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 여러 테스트를 실행했습니다.거의 완전한 검출기를 사용한 최초의 물리 실행은 2015년에 이루어졌다.NA62는 CERN Long Shut Down 2 이전인 2016년, 2017년 및 2018년에 데이터를 수집했습니다.데이터 분석이 진행 중이며 몇 가지 결과가 준비 중입니다.

이 실험의 일환으로 여러 개의 논문이 작성되었으며 현재 작성 중입니다.NA62 실험에 대한 발표된 논문 목록은 여기에서 찾을 수 있다.

결과.

$K^{+}\오른쪽 화살표 ^{+}\nu {nu$

2016년 데이터

공개된 결과:

2017년 데이터

결과는 KAON19 컨퍼런스에서 처음 발표되었습니다.

$K^{+}$ 의 K $K^{+}$ {\ $displaystyle$ K $^{+}}:$ 소멸 $K^{+}$

$K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ + $K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ $K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ - $K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ + $K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ + { $displaystyle$ K^ { + } \ $rightarrow$ \ $pi$ ^ { - } \ $ell$ ^ { + } \ $ell ^$ { + } $K^{+}\rightarrow \pi ^{-}\ell ^{+}\ell ^{+}$ （ Lepton Number Violiation ）

공개된 결과:

엑소틱스

헤비 뉴트럴 렙톤

공개된 결과:

다크포톤

공개된 결과:

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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^ "CERN SPSC에 2015 NA62 상태 보고서" CERN
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추가 정보

"Proposal to measure the rare decay K⁺ → π⁺νν at the CERN SPS" (PDF). CERN. 11 June 2005. CERN-SPSC-2005-013. Retrieved 2009-09-28.
"NA62 Technical Design". CERN. December 2010. CERN NA62-10-07. Retrieved 2011-04-29.
Andreas Winhart (15 July 2009). "A precision test of lepton universality in K →lν decays by NA62 at CERN" (PDF). EMG Seminar. Retrieved 2009-09-28.

외부 링크

NA62 웹사이트
NA62 CERN
INSPIRE-HEP에 대한 CERN-NA-062 실험 기록

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[5] Eduardo Cortina Gil; et al. (2017). "The beam and detector of the NA62 experiment at CERN". JINST. 12 (5): P05025. arXiv:1703.08501. Bibcode:2017JInst..12P5025C. doi:10.1088/1748-0221/12/05/P05025. S2CID 119392990.

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[9] "CERN SPSC에 2015 NA62 상태 보고서" CERN

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[13] E. Cortina Gil; et al. (NA62 Collaboration) (2019). "Search for production of an invisible dark photon in $\pi ^{0}$ decays". Journal of High Energy Physics. 2019 (5): 182. arXiv:1903.08767. Bibcode:2019JHEP...05..182C. doi:10.1007/JHEP05(2019)182.

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v t 슈퍼 프로톤 싱크로트론 실험
EMU 실험	EMU1 EMU2 EMU3 EMU4 EMU5 EMU6 EMU7 EMU8 EMU9 EMU10 EMU11 EMU12 EMU13 EMU14 EMU15 EMU16 EMU17 EMU18 EMU19 EMU20
NA 실험	NA1 NA2 NA3 NA4 NA5 NA6 NA7 NA8 NA9 NA10 NA11 NA12/2 NA13 NA14/2 NA15 NA16 NA17 NA18 NA19 NA20 NA21 NA22 NA23 NA24 NA25 NA26 NA27 NA28 NA29 NA30 NA31/2 NA32 NA33 NA34/2/3 NA35 NA36 NA37 NA38 NA39 NA40 NA41 NA42 NA43/2 NA44 NA45/2 NA46 NA47 NA48/1/2 NA49 NA50 NA51 NA52 NA53 NA54 NA55 NA56 NA57 NA58 NA59 NA60 NA61 NA62 NA63
UA실험	UA1 UA2 UA3 UA4/2 UA5/2 UA6 UA7 UA8 UA9
WA실험	WA1/2 WA2 WA3 WA4 WA5 WA6 WA7 WA8 WA9 WA10 WA11 WA12 WA13 WA14 WA15 WA16 WA17 WA18/2 WA19 WA20 WA21 WA22 WA23 WA24 WA25 WA26 WA27 WA28 WA29 WA30 WA31 WA32 WA33 WA34 WA35 WA36 WA37 WA38 WA39 WA40 WA41 WA42 WA43 WA44 WA45 WA46 WA47 WA48 WA49 WA50 WA51 WA52 WA53 WA54 WA55 WA56 WA57 WA58 WA59 WA60 WA61 WA62 WA63 WA64 WA65 WA66 WA67 WA68 WA69 WA70 WA71 WA72 WA73 WA74 WA75 WA76 WA77 WA78 WA79 WA80 WA81 WA82 WA83 WA84 WA85 WA86 WA87 WA88 WA89 WA90 WA91 WA92 WA93 WA94 WA95 WA96 WA97 WA98 WA99/2 WA100 WA101 WA102 WA103

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