Байкальский нейтринный эксперимент 1 Г.В.Домогацкий 2010г. - презентация

1 Байкальский нейтринный эксперимент 1 Г.В.Домогацкий 2010г.

2 1.Институт Ядерных Исследований РАН, Москва, Россия 2.Объединенный Институт Ядерных Исследований, Дубна, Россия 3.Иркутский Государственный Университет, Иркутск, Россия 4.Научно Исследовательский Институт Ядерной Физики МГУ, Москва, Россия 5. DESY-Zeuthen, Zeuthen, Germany. 6. Нижегородский Государственный Технический Университет, Нижний Новгород, Россия 7.С-Петербургский Государственный Морской Технический Университет, С-Петербург, Россия 8. Курчатовский Институт, Москва, Россия Коллаборация БАЙКАЛ

3 НТ-200+ в качестве модуля гигатонного детектора

4 Основные направления деятельности 1. Набор и первичный анализ данных НТ200, НТ200+ и экспериментальной гирлянды. 2. Анализ данных по программам исследования природного потока нейтрино высоких энергий, поиска проявлений частиц темной материи и магнитных монополей 3. Разработка, испытания и комплектация аппаратуры кластера Разработка научно-технического проекта детектора кубокилометрового масштаба

5 Объекты (направления) исследования Природные потоки нейтрино высоких (Е > Природные потоки нейтрино высоких (Е > 15 ГэВ) энергий (поиск локальных источников нейтрино). 15 ГэВ) энергий (поиск локальных источников нейтрино). Частицы темной материи (поиск массивных слабовзаимодействующих частиц - WIMP). Частицы темной материи (поиск массивных слабовзаимодействующих частиц - WIMP). Магнитные монополи. Магнитные монополи. Диффузный поток нейтрино сверхвысоких (E>10 ТэВ) энергий. Диффузный поток нейтрино сверхвысоких (E>10 ТэВ) энергий.

6 Atmospheric Muon- Neutrinos - With looser cuts, : 372 events. N (>15GeV)/N (>1GeV)~1/7 A higher statistics neutrino sample for Point-Source Search. - MC: 385 ev. Expected (15%BG). Skyplot (galactic coordinates) E_thr ~ 15GeV

7 Используя бин 6 o и переходя к N(0,) для вероятности: В экваториальных координатах: Что означает, что вероятность максимально значимому бину содержать события только от фона составляет около 5%.

8

9 НТ-200+ в качестве модуля гигатонного детектора

10 10` Cluster of strings String section, 12 OM R ~ 60 m L~ 350 m 15 m Layout: ~ 2300 Optical Modules at 96 Strings String: 24 OM 2 Sections with 12 OM Strings are combined in Clusters 8 strings Cascades ( E>100 TeV): V eff ~0.3–0.8 km 3 δ (lgE) ~0.1, δθ med ~ 2 o - 4 o Muons ( E>10 TeV): S eff ~ 0.2 – 0.5 km 2 δθ med ~ 0.5 o -1 o Preliminary design 12 clusters of strings NT1000: top view

11 Оптические модули 24 ОМ, фотоэлектронные умножители R7081HQE (10) R8055 (13) XP1807 (12) Модули акустической системы 9 АСП, измерение координат гирлянд: ~0.2 м Модули сбора данных 3 сервисных модуля (СМ ) 3 центральных модуля (ЦМ) - 24 канала АЦП Центр кластера Муфта оптического кабеля Подводный компьютер (РС), Центр коммутации кластера (ЦК) Кабельные коммуникации Береговой кабель – 6 км Три кабеля секций – 1.2 км Межмодульные коммуникации секций Кабель для связи с НТ200+ Экспериментальный кластер 2011 Береговой кабель Центр кластера Кабель секции Гирлянда 1Гирлянда 2Гирлянда 3 Перемычка

12 Блок-схема электроники оптического модуля: высоковольтный делитель, усилитель, контроллер, высоковольтный DC-DC конвертер (до 2 кВ). Оптический модуль c ФЭУ R7081HQE Оптический модуль Глубоководный разъем CP /863 Глубоководный корпус VETROVEX Блок электроники ФЭУ Защитный экран из пермаллоя Фотоэлектронный умножитель R7081HQE : Ф = 10, q.e. ~0.32 RTV компаунд Калибровочные светодиоды: 1…10 8 ф.э., 430 нм, 5 нс

13 Гирлянда из 8 ОМ Функциональная схема гирлянды – 8 оптических модулей. – 8 каналов АЦП: 200 МГц, 11 бит; временное окно 15 мкс. – Триггер: совпадения сигналов от соседних модулей, пороги 0.5 & 3 ф.э. – Передача данных: канал SH-DSL (2-wire), 8 Мбит/c (1.2 км) – Система управления электропитанием ОМ. – Светодиодная калибровка по оптоволоконным кабелям (световодам)

14 Центр кластера Функциональная схема центра сбора данных кластера – Береговой кабель: 6 оптических и 3 медные жилы – 6 км. – Муфта оптического кабеля: глубоководный корпус для аппаратуры оптической линии связи: 2 канала, 1 Гбит/c, 10 км. – Центр коммутации: общий триггер, каналы данных и электропитания секций. – Подводный компьютер: on-line обработка данных, канал связи с НТ200+. – Кабели секций: 3 медные жилы, витая пара, 2 коаксиальных провода – 1.2 км

15 12 береговых кабелей НТ1000 НТ200 НТ200+ Кластер-2011 Кластер НТ1000 НТ1000 От НТ200 к НТ1000

16 СЕГОДНЯ 21 января 2011 года на официальный сайт Байкальской коллаборации будет выложен научно-технический проект Байкальского глубоководного нейтринного телескопа НТ1000 (BAIKAL-GVD)

17

18 Mount Andyrchi Большой сцинтилляционный детектор (1-5 кт) в Баксанской НО для регистрации нейтринных потоков различного происхождения Проведены расчеты и показана возможность регистрации предлагаемым детектором нейтрино от Земли, удаленных ядерных реакторов. С большой вероятностью регистрируется спектр нейтрино от сверхновой из центра Галактики. Показаны преимущества расположения детектора в БНО: низкий фон АЭС, большой эффект геонейтрино, глубокое расположение под землей (низкий фон мюонов и эффектов от них) Геонейтрино сверхновая (10 кпс) Ядерные реакторы Геореактор 3 и 10 ТВт Реликтовые СН атмосферные

19 - И.Р. Барабанов, Г.Я. Новикова, В.В. Синев, Е.А. Янович Исследование природных потоков нейтрино при помощи сцинтилляционного детектора большого объема на Баксане, Препринт ИЯИ 1228/2009, - В.В. Синев, Геонейтрино и строение Земли, Препринт ИЯИ 1257/2010, - И.Р. Барабанов, Л. Б. Безруков, Н. А. Данилов и др. Жидкие органические сцинтилляторы на основе ЛАБа (линейного алкилбензола), Препринт ИЯИ 1246/2010, Large volume liquid scintillator detector at Baksan neutrino observatory, - И.Р. Барабанов, Г.Я. Новикова, В.В. Синев, Е.А. Янович Large volume liquid scintillator detector at Baksan neutrino observatory, Постерная секция на конференции Applied Antineutrino Physics 2009, Париж, Франция, - В.В. Синев A large volume scintillation detector at Baksan: status and perspective, доклад на конференции Neutrino Geoscience 2010, LNGS, Гран Сассо, Италия. Защищена бакалаврская диссертация по расчетам потока геонейтрино на Баксане – А.Н. Копылов Мировое нейтринное сообщество начало упоминать о проекте детектора для регистрации нейтрино на Баксане в России. Публикации и доклады: