DsTAU
DsTAU
Studiul producerii neutrinului tau in experimentul DsTAU(NA65) la SPS, CERN
poza DsTAU

    Experimentul DsTau(NA65) este un proiect aprobat la CERN-SPS în vederea studiului producerii neutrinului tau, ce are ca scop furnizarea de informaţii importante necesare pentru viitoarele măsurători ale ντ, unde se aşteaptă o statistică ridicată a ντ. Rezultatele obţinute de DsTau sunt necesare pentru măsurarea secţiunii eficace de tip “charged current” a neutrinului tau, care nu a fost măsurată suficient (doar măsurătorile din cadrul experimentului DONUT au fost raportate până acum). Măsurarea cu precizie a secţiunii eficace ar permite căutarea de noi efecte fizice în interacţii ale neutrinului tau cu nucleoni. De asemenea, aceste măsurători vor avea implicaţii practice în experimente ce studiază oscilaţiile neutrinilor, dar şi în observarea neutrinilor tau astrofizici la energii înalte. Sursa dominantă a acestui neutrin este dezintegrarea secvenţială a mezonilor Ds, Ds+ → τ+ ντ → X ντ ντ şi Ds- → τ- ντ → X ντ ντ, produşi în interacţii ale protonilor la energii înalte. Analizând dezintegrările Ds→ τ, se va putea măsura atât rata de producere a mezonilor Ds, cât şi a raportului de ramificare cu producere de τ. Impulsul mezonilor Ds va fi reconstruit combinând variabilele topologice măsurate în detectorul cu filme de emulsie nucleară.
   În cadrul prezentului proiect vor fi efectuate cercetări ale producerii neutrinului tau, ντ, în interacțiile protonilor de 400 GeV/c de la acceleratorul SPS-CERN cu nucleele de wolfram / molibden, utilizând emulsii nucleare pentru detecția particulelor din starea finală. Cercetările se efectuează în cadrul Programului de cercetare SPS de la CERN, experimentul NA85 / DsTAU care are titlul “Studiul producerii neutrinului tau”. Grupul nostru este membru al acestui experiment alături de alte 7 institute / universități din Japonia, Elveția, Rusia și Turcia și România. Colaborarea noastră cu experimentul DsTau are la bază un Memorandum of Understanding. Proiectul are drept scop crearea de condiții optime pentru ca grupului din ISS să-și realizeze cu succes sarcinilor / acțiunilor comune și specifice care converg spre determinarea cu o precizie de 10% a secțiunii de producere a neutrinilor ντ în interacțiile protonilor cu nucleele detectorului DsTau, în principal cu cele din foițele de wolfram / molibden. Neutrinii tau sunt produși în principal prin dezintegrarea mezonilor Ds – produși ai interacțiilor p-nucleu - pe canalul Ds -> τντ cu τ -> Xντ a căror detecție necesită o granulație foarte fină a emulsiei nucleare ce se reflectă într-o rezoluție spațială a acestora de 50 nm. Detectorul (modulul) DsTau este alcătuit din 10 stive, conținând fiecare 10 emulsii nucleare, intercalate cu câte o foiță de wolfram (500 μm) / molibden (1000 μm), urmată de câteva secvențe a unui grup format dintr-o foiță de plumb / wolfram și o emulsie nucleară. Ultima parte a detectorului este folosită pentru estimarea impulsurilor particulelor cu viață lungă din împrăștierile Coulomb multiple. Activitățile comune la care participă grupa din ISS și care sunt descrise în proiect încep cu producerea emulsiilor nucleare, asamblarea emulsiilor nucleare în stive, asamblarea a aproximativ 30 de module DsTau în diverse combinații ale foițelor de wolfram, molibden și plumb, participarea la expunerea fiecărui modul în fasciculele de protoni, developare filmelor, curățare de stratul de argint de pe filme și scanarea emulsiilor la un microscop automat de înaltă precizie&viteză (10 PB stocare pentru imaginile din run-ul pilot din 2018). Funcție de activitate, cercetătorii noștri lucrează în laboratorul propriu, Universitatea din Nagoia sau CERN. Activitățile specifice pe care le efectuăm în ISS cuprind: analiza producerii particulelor cu charm, analiza topologiilor dezintegrărilor particulelor încărcate și neutre, dezvoltarea de programe de calcul pentru evaluarea impulsurile particulelor încărcate din împrăștierile Coulomb multiple, dezvoltarea de programe bazate pe rețele neuronale pentru analiza evenimentelor cu double-kinck, dezvoltarea de programe de simulare Monte Carlo cu GEANT4 și comparări ale datelor simulate cu cele experimentale și cu cele simulate cu FLUKA. De asemenea, grupul din ISS a pus la dispoziție un server performant pentru a realiza reconstrucția traselor particulelor și vertexurile de dezintegrare / interactie din modulele DsTau ținând seama că puterea de calcul și capacitatea de stocare reprezintă condiții importante pentru îndeplinirea scopului experimentului. În curând, se va realiza în laboratorul nostru un sistem eficient pentru developarea filmelor care va fi folosit la CERN pentru colaborarea DsTau. Managementul proiectului ține seama de specificul experimentului care presupune noi expuneri prevăzute în 2022 și 2023, dar și prelucrarea și analiza datelor din run-ul-pilot din 2018 (pentru care nu s-au reconstruit datele din toate modulele), reconstrucția și analiza datelor din run-ul de fizică încheiat recent în toamna acestui an.


Contact: Elena Firu @ 2022 Copyright ISS
Ultima verificare: Miercuri, 22-Jun-2022 14:19:10 CET