OPERA (эксперимент)

OPERA (англ. Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) — эксперимент по изучению нейтринных осцилляций. Он направлен на доказательство гипотезы превращения одних типов нейтрино (электронные, мюонные и тау-нейтрино) в другие. В 2010 году в рамках эксперимента были получены прямые доказательства того, что мюонные нейтрино могут превращаться в тау-нейтрино.

Для эксперимента используется пучок мюонных нейтрино, создаваемый протонным суперсинхротроном (SPS) ЦЕРН в Женеве направленный в подземную лабораторию Гран-Сассо (LNGS), где находится детектор OPERA, использующийся в первую очередь для выявления тау-нейтрино, появляющихся от осцилляций мюонных нейтрино. Путь в 732 километра от ЦЕРН до лаборатории Гран-Сассо занимает у частиц 3 миллисекунды. Детектор проекта OPERA состоит из примерно 150 тысяч элементов (т.н. «кирпичей» (brick)) общей массой 1300 тонн: свинцовых пластин, прослоенных эмульсионной плёнкой весом 8,3 кг каждая. Кроме них аппарат комплектуется электронными детекторами и другой вспомогательной инфраструктурой. Его сооружение было начато в 2003 году и завершено весной-летом 2008 года. В данный момент эксперимент в своей активной фазе.

В проекте OPERA принимают участие примерно 200 физиков из 36 институтов и 13 стран, в том числе и из России.

Результаты 2011 года

22 сентября 2011 года в архиве электронных препринтов появился препринт статьи, в которой авторами анализируются возможные причины, приводящие к сверхсветовой скорости перемещения нейтрино от источника до детектора. Однозначной трактовки полученных результатов нет.

Позднее^{[когда?]} эксперимент был повторен тем же проектом на той же установке с измененной методикой: нейтрино отправлялись короткими импульсами длительностью 3 нс с интервалом в 524 нс, в результате чего было достоверно зарегистрировано 20 нейтрино. Измерение их скорости подтвердило первоначальные предположения об их движении со сверхсветовой скоростью.

В феврале 2012 года удалось выявить некоторые предполагаемые аппаратные ошибки в работе использованного нейтринного детектора OPERA. Однако это не прояснило ситуацию окончательно, поскольку эти погрешности могли иметь противоположное влияние на измерение скорости нейтрино, а их точная величина не была установлена. Первый возможный источник погрешности — осциллятор, который используется для получения метки времени для синхронизации с GPS, — мог привести к переоценке времени полёта нейтрино. Второй — разъём оптоволоконного кабеля, который передаёт сигнал GPS на часы OPERA. Его неправильная работа могла приводить к недооценке времени полёта нейтрино.

Повторные опыты были проведены в рамках эксперимента ICARUS. Этот детектор нейтрино также расположен в лаборатории Гран-Сассо и также способен ловить частицы, посылаемые из ЦЕРНа. Результаты опытов с короткими пучками частиц на ICARUS показали, что нейтрино достигли детектора в точном соответствии с теорией, то есть они не двигались быстрее света в вакууме.

В мае 2012 года OPERA провела ряд контрольных экспериментов и пришла к окончательному выводу, что причиной ошибочного вывода о сверхсветовой скорости стал технический дефект (плохо вставленный разъём оптического кабеля).

См. также

• Список экспериментов в физике нейтрино

Ссылки

• [operaweb.lngs.infn.it Официальный сайт проекта Opera]  (англ.)
• arXiv:1006.1623 N. Agafonova et al. (OPERA Collaboration), Observation of a first ν_τ candidate in the OPERA experiment in the CNGS beam, Submitted to Physics Letters B — публикация, посвящённая первому экспериментальному случаю превращения мюонных нейтрино в тау-нейтрино.  (англ.)
• [ukrtg.com/2010/06/1449/ Подробно об эксперименте OPERA] Статья в «Украинской технической газете»

Отрывок, характеризующий OPERA (эксперимент)

– Идите же, – повторил он, сам себе не веря и радуясь выражению смущенности и страха, показавшемуся на лице князя Василия.
– Что с тобой? Ты болен?
– Идите! – еще раз проговорил дрожащий голос. И князь Василий должен был уехать, не получив никакого объяснения.
Через неделю Пьер, простившись с новыми друзьями масонами и оставив им большие суммы на милостыни, уехал в свои именья. Его новые братья дали ему письма в Киев и Одессу, к тамошним масонам, и обещали писать ему и руководить его в его новой деятельности.


Дело Пьера с Долоховым было замято, и, несмотря на тогдашнюю строгость государя в отношении дуэлей, ни оба противника, ни их секунданты не пострадали. Но история дуэли, подтвержденная разрывом Пьера с женой, разгласилась в обществе. Пьер, на которого смотрели снисходительно, покровительственно, когда он был незаконным сыном, которого ласкали и прославляли, когда он был лучшим женихом Российской империи, после своей женитьбы, когда невестам и матерям нечего было ожидать от него, сильно потерял во мнении общества, тем более, что он не умел и не желал заискивать общественного благоволения. Теперь его одного обвиняли в происшедшем, говорили, что он бестолковый ревнивец, подверженный таким же припадкам кровожадного бешенства, как и его отец. И когда, после отъезда Пьера, Элен вернулась в Петербург, она была не только радушно, но с оттенком почтительности, относившейся к ее несчастию, принята всеми своими знакомыми. Когда разговор заходил о ее муже, Элен принимала достойное выражение, которое она – хотя и не понимая его значения – по свойственному ей такту, усвоила себе. Выражение это говорило, что она решилась, не жалуясь, переносить свое несчастие, и что ее муж есть крест, посланный ей от Бога. Князь Василий откровеннее высказывал свое мнение. Он пожимал плечами, когда разговор заходил о Пьере, и, указывая на лоб, говорил:
– Un cerveau fele – je le disais toujours. [Полусумасшедший – я всегда это говорил.]
– Я вперед сказала, – говорила Анна Павловна о Пьере, – я тогда же сейчас сказала, и прежде всех (она настаивала на своем первенстве), что это безумный молодой человек, испорченный развратными идеями века. Я тогда еще сказала это, когда все восхищались им и он только приехал из за границы, и помните, у меня как то вечером представлял из себя какого то Марата. Чем же кончилось? Я тогда еще не желала этой свадьбы и предсказала всё, что случится.
Анна Павловна по прежнему давала у себя в свободные дни такие вечера, как и прежде, и такие, какие она одна имела дар устроивать, вечера, на которых собиралась, во первых, la creme de la veritable bonne societe, la fine fleur de l'essence intellectuelle de la societe de Petersbourg, [сливки настоящего хорошего общества, цвет интеллектуальной эссенции петербургского общества,] как говорила сама Анна Павловна. Кроме этого утонченного выбора общества, вечера Анны Павловны отличались еще тем, что всякий раз на своем вечере Анна Павловна подавала своему обществу какое нибудь новое, интересное лицо, и что нигде, как на этих вечерах, не высказывался так очевидно и твердо градус политического термометра, на котором стояло настроение придворного легитимистского петербургского общества.
В конце 1806 года, когда получены были уже все печальные подробности об уничтожении Наполеоном прусской армии под Иеной и Ауерштетом и о сдаче большей части прусских крепостей, когда войска наши уж вступили в Пруссию, и началась наша вторая война с Наполеоном, Анна Павловна собрала у себя вечер. La creme de la veritable bonne societe [Сливки настоящего хорошего общества] состояла из обворожительной и несчастной, покинутой мужем, Элен, из MorteMariet'a, обворожительного князя Ипполита, только что приехавшего из Вены, двух дипломатов, тетушки, одного молодого человека, пользовавшегося в гостиной наименованием просто d'un homme de beaucoup de merite, [весьма достойный человек,] одной вновь пожалованной фрейлины с матерью и некоторых других менее заметных особ.
Лицо, которым как новинкой угащивала в этот вечер Анна Павловна своих гостей, был Борис Друбецкой, только что приехавший курьером из прусской армии и находившийся адъютантом у очень важного лица.
Градус политического термометра, указанный на этом вечере обществу, был следующий: сколько бы все европейские государи и полководцы ни старались потворствовать Бонапартию, для того чтобы сделать мне и вообще нам эти неприятности и огорчения, мнение наше на счет Бонапартия не может измениться. Мы не перестанем высказывать свой непритворный на этот счет образ мыслей, и можем сказать только прусскому королю и другим: тем хуже для вас. Tu l'as voulu, George Dandin, [Ты этого хотел, Жорж Дандэн,] вот всё, что мы можем сказать. Вот что указывал политический термометр на вечере Анны Павловны. Когда Борис, который должен был быть поднесен гостям, вошел в гостиную, уже почти всё общество было в сборе, и разговор, руководимый Анной Павловной, шел о наших дипломатических сношениях с Австрией и о надежде на союз с нею.