SNOLAB es un laboratorio científico subterráneo canadiense especializado en física de neutrinos y materia oscura. Ubicado a 2 km debajo de la superficie en la mina de níquel Creighton de Vale cerca de Sudbury , Ontario , SNOLAB es una expansión de las instalaciones existentes construidas para el experimento de neutrinos solares original del Sudbury Neutrino Observatory (SNO).
Construcción de superficie SNOLAB. El acceso a las instalaciones subterráneas se realiza a través del ascensor de la mina cercano operado por Vale Limited.
El Observatorio de Neutrinos de Sudbury fue el experimento subterráneo más profundo del mundo desde que los experimentos de Kolar Gold Fields terminaron con el cierre de esa mina en 1992. [2] Muchas colaboraciones de investigación estaban, y todavía están, interesadas en realizar experimentos en la ubicación de 6000 MWE.
En 2002, la Fundación Canadiense para la Innovación aprobó fondos para ampliar las instalaciones de SNO y convertirlas en un laboratorio de uso general, [3] y se recibió más fondos en 2007 [4] y 2008. [5]
La construcción del espacio principal del laboratorio se completó en 2009, [6] y todo el laboratorio entró en funcionamiento como un espacio "limpio" en marzo de 2011. [7]
SNOLAB es el laboratorio subterráneo más profundo del mundo, vinculado con el Laboratorio Subterráneo de China Jinping desde 2011. Aunque CJPL tiene más roca (2,4 km) encima, la profundidad efectiva para fines científicos está determinada por el flujo de muones de rayos cósmicos, y la ubicación montañosa de CJPL admite "Más muones desde el costado que la sobrecarga plana de SNOLAB ". Los flujos de muones medidos son0,27 µ/m²/día (3,1 × 10 −10 μ/cm²/s ) en SNOLAB, [1] [ se necesita mejor fuente ] y0,305 ± 0,020 μ/m²/día ((3,53 ± 0,23) × 10 −10 μ/cm²/s ) en CJPL, [8] vinculado dentro de la incertidumbre de medición. (A modo de comparación, la tasa en la superficie, al nivel del mar, es de unos 15 millones de μ/m²/día).
CJPL tiene la ventaja de tener menos radioisótopos en la roca circundante.
experimentos
A noviembre de 2019 [actualizar], SNOLAB alberga los siguientes experimentos : [9] [10] [3] [11] [12]
Detectores de neutrinos
SNO+ es un experimento de neutrinos que utiliza la cámara experimental de SNO original, pero utiliza centelleador líquido en lugar de agua pesada de SNO. El alquilbenceno lineal , el centelleador, aumenta el rendimiento luminoso y, por tanto, la sensibilidad, lo que permite que SNO+ detecte no sólo neutrinos solares, sino también geoneutrinos y neutrinos de reactor. El objetivo final de SNO+ es observar la desintegración doble beta sin neutrinos (0vbb).
HALO ( Observatorio de Helio y Plomo ) es un detector de neutrones que utiliza bloques de plomo en forma de anillo para detectar neutrinos de supernovas dentro de nuestra galaxia. [13] [14] HALO es parte del Sistema de Alerta Temprana de Supernovas (SNEWS), una colaboración internacional de detectores sensibles a neutrinos que permitirá a los astrónomos la oportunidad de observar los primeros fotones visibles después de una supernova con colapso del núcleo. [15]
detectores de materia oscura
DAMIC - Materia Oscura en Dispositivos Acoplados Cargados ( CCD ): un detector de materia oscura que utiliza CCD inusualmente gruesos para tomar imágenes de larga exposición de partículas que pasan a través del detector. Varias partículas tienen firmas conocidas y DAMIC busca encontrar algo nuevo que pueda señalar partículas de materia oscura. [16] [17] [18] [19]
DEAP -3600 - Experimento de materia oscura que utiliza la discriminación de forma de pulso de argón - es un detector de materia oscura de segunda generación que utiliza 3600 kg de argón líquido. Este experimento tiene como objetivo detectar partículas de materia oscura similares a WIMP mediante centelleo de argón, produciendo pequeñas cantidades de luz que es detectada por tubos fotomultiplicadores extremadamente sensibles . [20] [21] [22]
El PICO 40L, un experimento de búsqueda de materia oscura en cámara de burbujas de tercera generación, [10] [23] es una fusión de las antiguas colaboraciones de PICASSO y COUPP. [24] [25] PICO funciona utilizando fluidos sobrecalentados que forman pequeñas burbujas cuando la energía se deposita mediante interacciones de partículas. Luego, estas burbujas son detectadas por cámaras de alta velocidad y micrófonos extremadamente sensibles. [26]
Experimentos biológicos
FLAME – Experimento de moscas en una mina: un experimento biológico que utiliza moscas de la fruta como organismo modelo para investigar las respuestas físicas al trabajar bajo tierra con una presión atmosférica aumentada. [27]
REPARACIÓN – Investigación de los efectos de la presencia y ausencia de radiación ionizante: un experimento biológico que investiga los efectos de la radiación de fondo baja en el crecimiento, el desarrollo y los mecanismos de reparación celular. [28]
Proyectos en construcción
SuperCDMS (Búsqueda de materia oscura supercriogénica ) es un detector de materia oscura de segunda generación que utiliza cristales de silicio y germanio enfriados a 10 mK, una fracción de grado por encima del cero absoluto . Este experimento tiene como objetivo detectar partículas de materia oscura de baja masa mediante una deposición de energía muy pequeña en el cristal a partir de colisiones de partículas, lo que da como resultado vibraciones detectadas por sensores. [29] [30] [31] [32]
NEWS-G - Nuevos experimentos con esferas – gas – es un detector de materia oscura contador electrostático proporcional esférico de segunda generación que utiliza gases nobles en su estado gaseoso, a diferencia de los gases nobles líquidos utilizados en DEAP-3600 y miniCLEAN. El experimento NEWS original está en el Laboratoire Souterrain de Modane . [33] [34]
Experimentos adicionales planificados han solicitado espacio de laboratorio, como el nEXO de próxima generación , [41] [42] [23] [43] [24] y el LEGEND-1000 [44] [45] búsquedas de desintegración beta doble sin neutrinos . [38] [40] También hay planes para un detector PICO-500L más grande. [46]
El tamaño total de las instalaciones subterráneas de SNOLAB, incluidos los espacios de servicios públicos y los espacios para el personal, es: [47] [48]
Referencias
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46°28,3'N 81°11,2'W / 46,4717°N 81,1867°W / 46,4717; -81.1867 (edificio de superficie SNOLAB)
