Abstract: | W ciagu kilku ostatnich dekad, neutrinowa społecznosc naukowa, wykazała olbrzymie
zainteresowanie wykorzystaniem techniki ciekłoargonowej i ciekłoargonowymi komorami
projekcji czasu (LAr-TPC) do badania rzadkich zdarzen (np. oddziaływanie neutrin czy
WIMPów). Działanie ciekłoargonowych komór projekcji czasu polega na pomiarze sladów
naładowanych czastek oddziałujacych w ciekłym argonie, pomiarze strat energii w
wyniku jonizacji osrodka (dE/dx) oraz identyfikacji oddziałujacych i powstałych czastek.
W pracy tej przedstawiona została technika ciekłoargonowa, zalety i wady róznych koncepcji
detektora ciekłoargonowego, ich konstrukcja i zasada działania, przykłady mozliwych
zastosowan i wyniki jakie mozna osiagnac stosujac ciekłoargonowa komore projekcji
czasu. To ostatnie pokazane jest na przykładzie najwiekszego zbudowanego do tej pory
ciekłoargonowego detektora projekcji czasu: ICARUSa T600 (760 t LAr, 476 t czynnej
masy). Detektor ICARUS T600 z powodzeniem pracował w podziemnym laboratorium
w Gran Sasso we Włoszech (LNGS - Laboratori Nazionali del Gran Sasso [1]) od 2010
do 2013 roku. Podczas jego eksploatacji zebrano dane bedace wynikiem oddziaływania,
w ciekłym argonie, neutrin wyprodukowanych w osrodku CERN i przesłanych do Gran
Sasso (wiazka CNGS [2]). Przeprowadzono takze badania oddziaływan neutrin atmosferycznych.
Doskonała rozdzielczosc kalorymetryczna i rekonstrukcyjna detektora pozwoliła
na szeroki program badawczy, od rozpadu nukleonu do badania oscylacji neutrin
z wiazki CNGS. Wsród badan przeprowadzonych z wykorzystaniem wiazki neutrin mozemy
wyróznic trzy główne: (1) weryfikacja zjawiska nadswietlnosci neutrin sugerowanej
przez eksperyment OPERA [4], (2) dokładne badanie znikania neutrin mionowych oraz
(3) anomalne pojawianie sie neutrin elektronowych. Celem tego ostatniego była eksperymentalna
weryfikacja lub wykluczenie nieprawidłowosci w liczbie obserwowanych neutrin
elektronowych, sugerowany przez eksperyment LSND [3]. W pracy zostały takze opisane
rózne aspekty zwiazane z praca detektora ICARUS T600, poczawszy od zastosowania
ciekłego argonu jako medium w którym oddziałuja czastki, przez osiagniecia z zakresu
fizyki, do przyszłosci detektora w osrodku Fermilab National Accelerator Laboratory
(FNAL [5]) i jego udział w programie badawczym z krótka baza (SBN [6]). |