T2K: differenze tra le versioni
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'''T2K''' (" [[Tōkai (Ibaraki)|Tokai]] to [[Hida|Kamioka]] ") è un esperimento [[Fisica delle particelle|di fisica delle particelle]] che studia le [[Oscillazione del neutrino|oscillazioni]] dei [[Neutrino|neutrini]] da acceleratore . L'esperimento è condotto in [[Giappone]] grazie alla cooperazione internazionale di circa 500 fisici e ingegneri con oltre 60 istituti di ricerca di diversi paesi dell'Europa, dell'Asia e del Nord America <ref>{{Cita web|url=https://t2k-experiment.org/t2k/collaboration/|titolo= |accesso=31 marzo 2020}}</ref>, inoltre
T2K è stato il primo esperimento che ha osservato la comparsa di [[Neutrino elettronico|neutrini elettronici]] in un [[Fascio di particelle (spettrometria di massa)|fascio]] [[Neutrino muonico|di neutrini muonici]] .<ref name="1106.2822">{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2011|titolo=Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-produced Off-axis Muon Neutrino Beam|rivista=Physical Review Letters|volume=107|doi=10.1103/PhysRevLett.107.041801|bibcode=2011PhRvL.107d1801A|pmid=21866992|arxiv=1106.2822|numero=4|p=041801}}</ref> Ha inoltre fornito la migliore misura al mondo del parametro di oscillazione ''θ''<sub>23</sub> <ref name="1403.1532">{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2014|titolo=Precise Measurement of the Neutrino Mixing Parameter θ23 from Muon Neutrino Disappearance in an Off-Axis Beam|rivista=Phys. Rev. Lett.|volume=112|doi=10.1103/PhysRevLett.112.181801|bibcode=2014PhRvL.112r1801A|arxiv=1403.1532|p=181801|numero=18}}</ref> e una indicazione di una significativa asimmetria materia-antimateria nelle oscillazioni dei neutrini <ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2015|titolo=Measurements of neutrino oscillation in appearance and disappearance channels by the T2K experiment with 6.6x10E20 protons on target|rivista=Phys. Rev. D|volume=D91|numero=7|p=072010|doi=10.1103/PhysRevD.91.072010|arxiv=1502.01550}}</ref><ref name="cpnature">{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|titolo=Constraint on the matter-antimatter symmetry-violating phase in neutrino oscillations|rivista=Nature|volume=580|numero=7803|pp=339-344|doi=10.1038/s41586-020-2177-0|arxiv=1910.03887}}</ref>. La misura dell’asimmetria dell’oscillazione neutrino-antineutrino potrebbe contribuire alla spiegazione dell’esistenza del nostro Universo [[Asimmetria barionica|dominato dalla materia]] <ref>{{Cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Fukugita|nome2=T.|cognome2=Yanagida|data=1986-06|titolo=Barygenesis without grand unification|rivista=Physics Letters B|volume=174|numero=1|pp=45–47|accesso=10 marzo 2024|doi=10.1016/0370-2693(86)91126-3|url=http://dx.doi.org/10.1016/0370-2693(86)91126-3}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=R N|cognome=Mohapatra|nome2=S|cognome2=Antusch|nome3=K S|cognome3=Babu|data=1º novembre 2007|titolo=Theory of neutrinos: a white paper|rivista=Reports on Progress in Physics|volume=70|numero=11|pp=1757–1867|accesso=10 marzo 2024|doi=10.1088/0034-4885/70/11/R02|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/70/11/R02}}</ref>.
L'intenso fascio di neutrini muonici viene prodotto nei laboratori J-PARC<ref name=":0">{{Cita web|url=https://j-parc.jp/c/en/|titolo=J-PARC Laboratory}}</ref> (Japan Proton Accelerator Research Complex) a [[Tōkai (Ibaraki)|Tokai]] nella [[prefettura di Ibaraki]], sulla costa orientale del Giappone. Il fascio è diretto verso il rivelatore lontano [[Super-Kamiokande]] situato a 295 chilometri di distanza nella città di [[Hida]], [[prefettura di Gifu]] . Le proprietà e la composizione del flusso di neutrini vengono prima misurate da un sistema di rivelatori vicini situati 280 metri (ND280) dal luogo di produzione del fascio, e poi di nuovo nel rivelatore lontano Super-Kamiokande. Il confronto dello spettro energetico e del numero di interazioni dei
== Programma di fisica ==
L'esperimento T2K è stato proposto nel 2003 con i seguenti obiettivi:<ref name="t2knim" />
* La scoperta delle [[Oscillazione del neutrino|oscillazioni]] {{Particella subatomica|Muon neutrino}} →{{Particella subatomica|Electron neutrino}} e quindi la conferma che l'angolo di mixing ''θ''<sub>13,</sub> l'ultimo angolo
* La misurazione precisa dei parametri di oscillazione Δ''m''{{Apici e pedici|b=23|p=2}} e ''θ''<sub>23</sub> tramite studi sulla scomparsa dei neutrini muonici.
* Ricerca di oscillazioni [[Neutrino sterile|dei neutrini sterili]].
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* La conferma della comparsa di neutrini elettronici nel fascio di neutrini muonici ({{Particella subatomica|Muon neutrino}} →{{Particella subatomica|Electron neutrino}} ), processo che non era mai stato rivelato in precedenza.<ref name="1106.2822" /><ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2013|titolo=Evidence of electron neutrino appearance in a muon neutrino beam|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=3|doi=10.1103/PhysRevD.88.032002|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.88.032002}}</ref>
* La misura più precisa al mondo del parametro ''θ''<sub>23</sub> <ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2014|titolo=Precise Measurement of the Neutrino Mixing Parameter θ 23 from Muon Neutrino Disappearance in an Off-Axis Beam|rivista=Physical Review Letters|volume=112|numero=18|doi=10.1103/PhysRevLett.112.181801|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.181801}}</ref>.
* Limiti sui parametri di oscillazione di un [[neutrino sterile]] basati su studi sia nel rivelatore vicino ND280 <ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2015|titolo=Search for short baseline νe disappearance with the T2K near detector|rivista=Physical Review D|volume=91|numero=5|doi=10.1103/PhysRevD.91.051102|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.91.051102}}</ref> che in quello
* Varie misurazioni [[Sezione d'urto|della sezione d'urto]] di neutrini e antineutrini elettronici<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=T2K collaboration|anno=2020|titolo=Measurement of the charged-current electron (anti-)neutrino inclusive cross-sections at the T2K off-axis near detector ND280|rivista=Journal of High Energy Physics|volume=2020|numero=10|doi=10.1007/JHEP10(2020)114|url=https://link.springer.com/10.1007/JHEP10(2020)114}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=3025|titolo=Measurement of the electron neutrino charged-current interaction rate on water with the T2K ND280 π 0 detector|rivista=Physical Review D|volume=91|numero=11|doi=10.1103/PhysRevD.91.112010|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.91.112010}}</ref> e muonici, comprese le interazioni con [[Interazione debole#Interazione a corrente carica|corrente carica]] inclusiva (CC),<ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2013|titolo=Measurement of the inclusive ν μ charged current cross section on carbon in the near detector of the T2K experiment|rivista=Physical Review D|volume=87|numero=9|doi=10.1103/PhysRevD.87.092003|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.87.092003}}</ref> interazioni CC senza pioni <ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2016|titolo=Measurement of double-differential muon neutrino charged-current interactions on C 8 H 8 without pions in the final state using the T2K off-axis beam|rivista=Physical Review D|volume=93|numero=11|doi=10.1103/PhysRevD.93.112012|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.93.112012}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2015|titolo=Measurement of the νμ charged-current quasielastic cross section on carbon with the ND280 detector at T2K|rivista=Physical Review D|volume=92|numero=11|doi=10.1103/PhysRevD.92.112003|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.92.112003}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2020|titolo=First combined measurement of the muon neutrino and antineutrino charged-current cross section without pions in the final state at T2K|rivista=Physical Review D|volume=101|numero=11|doi=10.1103/PhysRevD.101.112001|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.101.112001}}</ref> e con un singolo pione nel stato finale,<ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2017|titolo=First measurement of the muon neutrino charged current single pion production cross section on water with the T2K near detector|rivista=Physical Review D|volume=95|numero=1|doi=10.1103/PhysRevD.95.012010|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.95.012010}}</ref> produzione coerente di pioni,<ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2016|titolo=Measurement of Coherent π+ Production in Low Energy Neutrino-Carbon Scattering|rivista=Physical Review Letters|volume=117|numero=19|doi=10.1103/PhysRevLett.117.192501|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.117.192501}}</ref> interazioni [[Corrente debole neutra|di corrente neutra]],<ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2014|titolo=Measurement of the neutrino-oxygen neutral-current interaction cross section by observing nuclear deexcitation γ rays|rivista=Physical Review D|volume=90|numero=7|doi=10.1103/PhysRevD.90.072012|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.90.072012}}</ref> ecc. su diversi bersagli come [[carbonio]], [[acqua]] e [[ferro]] <ref>{{Cita pubblicazione|autore=T2K Collaboration|anno=2019|titolo=Measurement of the muon neutrino charged-current cross sections on water, hydrocarbon and iron, and their ratios, with the T2K on-axis detectors|rivista=Progress of Theoretical and Experimental Physics|volume=2019|numero=9|doi=10.1093/ptep/ptz070|url=https://academic.oup.com/ptep/article/doi/10.1093/ptep/ptz070/5573875}}</ref> .
* Il primo vincolo significativo sulla fase di oscillazione ''δ''<sub>CP</sub>, responsabile dell'asimmetria materia-antimateria nelle oscillazioni dei neutrini <ref name="cpnature" />.
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La fase ''δ''<sub>CP</sub> assume valori da ''-π'' a ''π'' (cioè da −180° a 180°) e può essere misurata confrontando le oscillazioni dei neutrini con quelle degli antineutrini. La simmetria CP sarebbe conservata, e quindi le probabilità di oscillazione sarebbero le stesse per neutrini e antineutrini, per ''δ''<sub>CP</sub> uguale a 0 o ± ''π'' . T2K ha fornito il primo e il più forte vincolo finora su ''δ''<sub>CP</sub>, escludendo al livello di significatività 3σ (99,7%) quasi la metà dei valori possibili, i punti di conservazione di CP sono esclusi al livello di significatività del 95%; fornendo quindi un forte indizio che la violazione di CP può essere ampia nel settore dei neutrini. La violazione di CP è una delle [[Bariogenesi|condizioni]] proposte dal fisico russo [[Andrej Dmitrievič Sacharov|Andrei Sakharov]], necessarie per [[Bariogenesi|produrre]] l'eccesso di materia rispetto all'antimateria [[Big Bang|nell'universo primordiale]], che forma ora il nostro [[Asimmetria barionica|Universo costruito dalla materia]] . La violazione di CP nei quark fu confermata già nel 1964,<ref name="CroninFitch1964">{{Cita pubblicazione|autore=J. W. Cronin|anno=1964|volume=13|doi=10.1103/PhysRevLett.13.138|bibcode=1964PhRvL..13..138C|autore6=James Watson Cronin}}</ref> ma è troppo piccola per spiegare lo squilibrio osservato tra materia e antimateria nell'Universo. La forte violazione di CP nel settore dei neutrini potrebbe portare ad un eccesso di produzione di materia attraverso il processo chiamato leptogenesi e quindi tale misurazione sarebbe un passo importante per comprendere come si è formato l'Universo.<ref name="cpnature" /><ref>{{Cita news|lingua=en|url=https://www.science.org/content/article/skewed-neutrino-behavior-could-help-explain-matter-s-dominion-over-antimatter}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-52297058|titolo= |sito=BBC News website|accesso=18 aprile 2020}}</ref>
L'esperimento NOvA è l'altro esperimento sull'oscillazione dei neutrini in grado di misurare ''δ''<sub>CP</sub> attraverso il confronto tra i canali di oscillazione {{Particella subatomica|Muon neutrino}} →{{Particella subatomica|Electron neutrino}} e {{Particella subatomica|Muon antineutrino}} →{{Particella subatomica|Electron antineutrino}} . NOvA è condotto negli Stati Uniti e misura l’oscillazione dei neutrini
Si prevede che i futuri upgrade di T2K forniranno misurazioni più precise di Δ''m''{{Apici e pedici|b=23|p=2}} e ''θ''<sub>23</sub>, misurazioni di sezione d'urto che amplieranno la nostra comprensione delle interazioni dei neutrini, e migliori limiti sulla fase ''δ''<sub>CP</sub> , indicando se la simmetria CP è conservata o violata nelle oscillazioni di neutrino fino ad un livello di confidenza di 3σ alla fine della presa dati e di 5σ o meglio nell'esperimento Hyper-Kamiokande .
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}}T2K utilizza un fascio di neutrini muonici (o antineutrini muonici) prodotto presso il complesso J-PARC<ref name=":0" /> utilizzando un fascio di protoni
=== Fascio off-axis ===
T2K è il primo esperimento in cui è stato realizzato il concetto di fascio di neutrini fuori asse (off-axis). Il fascio di neutrini di J-PARC è diretto a 2 o 3 [[Grado d'arco|gradi]] di distanza dal rivelatore lontano [[Super-Kamiokande]] e da uno dei rivelatori vicini, ND280. L'energia media dei neutrini diminuisce con la deviazione dall'asse del fascio. L'angolo off-axis è stato scelto a 2,5° per massimizzare la probabilità di oscillazione ad una distanza corrispondente al rivelatore lontano, che per 295 chilometri è massima per una energi dei neutrini di circa 600 MeV. A queste energie, il tipo dominante di interazioni dei neutrini sono le interazioni quasi-elastiche a [[Interazione debole#Interazione a corrente carica|corrente carica]], per le quali è possibile ricostruire l'energia del neutrino interagente misurando la quantità di moto e la direzione del leptone carico prodotto nelle interazioni. I neutrini con
== Rivelatori vicini (Near detectors, ND) ==
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=== Lettura del segnale ===
[[File:Scintillator.svg|miniatura|Principio di funzionamento di uno scintillatore nei rivelatori vicini T2K]]
Il materiale attivo (che consente il tracciamento delle particelle) dei rivelatori vicini è [[Scintillatore|uno scintillatore]] [[Materie plastiche|plastico]]. La luce prodotta dalle particelle cariche che attraversano le barre di scintillatore plastico viene raccolta da [[Fibra ottica|fibre]] [[Wavelength shifter|a spostamento di lunghezza d'onda]] e rivelata dai [[SiPM|contatori fotonici multi-pixel]] Hamamatsu situati su una o entrambe le estremità delle fibre. Le barre scintillanti sono disposte perpendicolarmente tra loro
=== Il rivelatore INGRID ===
Lo scopo principale del rivelatore INGRID è il continuo monitoraggio
=== Il rivelatore ND280 ===
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}}Il rivelatore ND280 viene utilizzato per misurare il flusso, lo spettro energetico e le singole componenti del fascio di neutrini
ND280 è composto dal set di sottorivelatori interni: rivelatore di pioni neutri Pi-Zero (fino al 2023) e un tracker con 2 rivelatori a grana fine intercalati con 3 camere di proiezione temporale. Questi rivelatori sono circondati da un calorimetro elettromagnetico. Tutti queti rivelatori sono montati all'interno di un magnete, precedentemente utilizzato [[UA1|dall'esperimento UA1]] al CERN, che produce [[Campo magnetico|un campo magnetico]] orizzontale uniforme di 0,2 T. All'interno della struttura del magnete sono montati piani scintillatori che costituiscono il rivelatore di muoni laterali.<ref name="t2knim" />
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==== Il rivelatore Pi-Zero ====
[[File:Nd280_p0d_layers_structure.png|thumb|Schema del rivelatore Pi-Zero.]]
Il
Lo scopo principale del rivelatore Pi-Zero è la misurazione della produzione di [[Pione|pioni]] neutri nelle interazioni dei neutrini [[Corrente debole neutra|a corrente neutra]]:
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: {{Particella subatomica|Muon neutrino}} + N → {{Particella subatomica|Muon neutrino}} + N’ + {{Particella subatomica|Pion0}}
Questa reazione essere confusa con le interazioni dei neutrini elettronici perché i fotoni che provengono dal decadimento dei pioni neutri {{Particella subatomica|Pion0}} possono
==== Camere a proiezione temporale ====
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==== Calorimetro elettromagnetico ====
Il calorimetro elettromagnetico (ECal) circonda i rivelatori interni (P0D, TPC, FGD) ed è costituito da strati di scintillatori intervallati con fogli
==== Rivelatore laterale dei muoni ====
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=== WAGASCI-BabyMIND ===
[[File:Wagasci_and_ND280_neutrino_flux.png|miniatura|Il flusso di neutrini T2K previsto nel sito dei rivelatori WAGASCI-BabyMIND (linea rossa) e ND280 (linea nera)]]
WAGASCI-BabyMIND è un nuovo rivelatore situato accanto ai rivelatori INGRID e ND280, dedicato agli studi sull'interazioni [[Neutrino|dei neutrini]] . Ha fornito i primi dati sul fascio di neutrini nella sua configurazione completa
Il rivelatore WAGASCI-BabyMIND è composto da diversi sottorivelatori:
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L'obiettivo principale del rivelatore WAGASCI-BabyMIND è la riduzione dell'errore sistematico nell'analisi [[Oscillazione del neutrino|dell'oscillazione]], grazie alla sua complementarità rispetto al rivelatore ND280:
* Il diverso materiale tra ND280 (80% CH + 20% H<sub>2</sub>O) e SK (H<sub>2</sub>O pura) ci costringe a fare affidamento su modelli di sezione d'urto per individuare la stima
* Il nuovo rivelatore fornirà misurazioni di vari canali di interazione dei neutrini con [[Interazione debole#Interazione a corrente carica|corrente carica]] con elevata precisione, soglia di momento piu bassa e grande accettanza angolare. Ciò limiterà le incertezze dei modelli di flusso e di sezione d'urto per le particelle prodotte ad angoli elevati. Queste caratteristiche faciliteranno anche il rivelamento degli adroni a basso momento prodotti sia nelle interazioni di neutrino con stati legati di 2 nucleoni che attraverso reinterazioni all'interno del nucleo bersaglio delle particelle prodotte dal neutrino, e quindi una migliore modellazione di tali interazioni nel rivelatore lontano.<ref name="babymind" /><ref name="wagasci" />
* La posizione alla stessa distanza di 280 metri dal bersaglio di grafite dei rivelatori ND280 e INGRID, ma con un diverso angolo off-axisdi 1,5 gradi, fa sì che lo spettro energetico del fascio di neutrini abbia un picco ad una diversa energia. [[Combinazione lineare|La combinazione]] delle misure di questi rivelatori fornirà una migliore determinazione delle sezioni d'urto dei neutrini in funzione della loro energia.<ref name="babymind" /><ref name="wagasci" />
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== Super-Kamiokande ==
[[File:Superkamiokande_electron_muon_discriminator.png|miniatura|rivelazione di [[Elettrone|elettroni]] e [[Muone|muoni]] nel rivelatore [[Super-Kamiokande]]]]
Il rivelatore [[Super-Kamiokande]] <ref>{{Cita pubblicazione|nome=S.|cognome=Fukuda|coautori=et al.|anno=2003|titolo=The Super-Kamiokande detector|rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volume=501|numero=2-3|pp=418–462|doi=10.1016/S0168-9002(03)00425-X|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S016890020300425X}}</ref> si trova a 1000 m sotto terra nella miniera Mozumi, sotto il monte Ikeno nella zona Kamioka della città di Hida. Si tratta di un serbatoio [[Cilindro (geometria)|cilindrico]] [[Acciaio inossidabile|in acciaio inossidabile]] di circa 40 m di altezza e diametro, riempito con 50.000 tonnellate di [[acqua]] e dotato di circa 13.000 [[Fotomoltiplicatore|tubi fotomoltiplicatori]] (PMT). rivela un [[cono]] di [[Effetto Čerenkov|luce Cherenkov]] emesso da particelle cariche che si muovono nell'acqua più velocemente della luce. Il suo obiettivo è misurare [[Muone|i muoni]] e [[Elettrone|gli elettroni]] prodotti nelle interazioni quasielastiche con [[Interazione debole#Interazione a corrente carica|corrente carica]] (CCQE) da {{Particella subatomica|Muon neutrino}} e {{Particella subatomica|Electron neutrino}}, rispettivamente. A causa della loro massa relativamente grande, i muoni solitamente non cambiano direzione e quindi producono un cono
== Storia ==
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La costruzione della linea di fascio dei neutrini è iniziata nel 2004 ed è stata messa in servizio con successo nel 2009. La costruzione dell'intero rivelatore INGRID e della maggior parte del rivelatore ND280 (senza la parte cilindrica del calorimetro elettromagnetico) è stata completata nel 2009. La parte mancante del calorimetro è stata installata nell'autunno del 2010. Il rivelatore lontano di T2K, il grande rivelatore [[Super-Kamiokande]], è attivo dal 1996 e studia [[Decadimento del protone|la vita media dei protoni]] e le oscillazioni dei neutrini [[Neutrino|atmosferici]] e solari .<ref name="t2knim" />
L'esperimento T2K ha iniziato a raccogliere dati sui neutrini
== Progetti futuri ==
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==== Upgrade del fascio di neutrini ====
Il piano di upgrade del fascio ha richiesto la chiusura [[Acceleratore di particelle|dell’acceleratore]] J-PARC Main Ring per un anno nel 2021, seguito da un aumento graduale e costante della potenza del [[Fascio di particelle (spettrometria di massa)|fascio di]] [[Protone|protoni]] fino all’inizio dell’esperimento di Hyper-Kamiokande. La potenza del fascio
Nel dicembre 2023, la potenza del fascio di protoni ha raggiunto 760 kW con 2,0x10<sup>14</sup> protoni per impulso e con 1,32 secondi tra gli impulsi (il cosiddetto ciclo di ripetizione). Per arrivare a
La riduzione del ciclo di ripetizione ha richiesto una serie di aggiornamenti hardware, incluso un importante aggiornamento degli [[Alimentazione elettrica|alimentatori]] dell'anello principale e un aggiornamento minore degli alimentatori del corno di focalizzazione, che sono stati tutti installati durante la lunga chiusura nel 2021. Per aumentare la corrente degli horn è stato necessario utilizzare un ulteriore (terzo) alimentatore. La maggiore potenza del fascio di protoni ha richiesto un miglioramento della capacità di raffreddamento dei componenti secondari della linea di luce come il bersaglio [[Grafite|di grafite]], gli horn magnetici e il beam dump, nonché lo smaltimento di una maggiore quantità di acqua di raffreddamento irradiata.<ref name="beamupgradeprogramme" />
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* Infine, il volume fiduciale totale (la massa disponibile per le interazioni dei neutrini) della parte tracciante del rivelatore ND280, caratterizzato da una migliore capacità di ricostruzione, necessita di essere ampliato per aumentare il numero di interazioni di neutrini rivelati.
L'upgrade del rivelatore ND280
===== SuperFGD =====
Il SuperFGD<ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Blondel|coautori=et al.|anno=2018|titolo=A fully-active fine-grained detector with three readout views|rivista=Journal of Instrumentation|volume=13|numero=02|pp=P02006–P02006|doi=10.1088/1748-0221/13/02/P02006|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/13/02/P02006}}</ref> è un rivelatore costituito da circa 2 milioni di cubi [[Scintillatore|scintillanti]] [[Polistirene|in polistirene]] da 1cm³ . I cubi sono intrecciati con una serie di [[Fibra ottica|fibre ottiche]] progettate per rivelare la luce emessa dalle particelle prodotte durante le interazioni nel bersaglio. A differenza degli attuali FGD, il SuperFGD ha tre letture 2D proiettive che forniscono una lettura quasi 3D. Questa configurazione di rivelatore aumenta il rivelamento di tracce brevi in modo quasi uniforme in tutte le direzioni. Grazie alla sua geometria e accoppiato con il TOF e le HATPC, il SuperFGD ha la capacità di rivelare neutroni veloci, che potrebbero essere utili nella ricostruzione dell'energia [[Neutrino|dell'antineutrino]]
===== HATPC =====
[[File:TPC_for_T2K.jpg|miniatura|TPC per l'upgrade di ND280 dell'esperimento T2K in Giappone]]
Le [[Camera a proiezione temporale|camere di proiezione temporale]] ad alto angolo (HATPC) circondano il SuperFGD nel piano perpendicolare al fascio di neutrini in arrivo. Il loro design è simile a quello delle TPC esistenti, poiché entrambi utilizzano la tecnologia dei moduli MicroMegas per la ricostruzione dei binari. Tuttavia le HATPC sono disegnate in modo a ridurre al minimo i materiali passivi. Inoltre vengono utilizzate
===== TOF =====
Riga 159:
===== Impatto sulla fisica delle oscillazioni dei neutrini =====
L’aggiornamento dell’upgrade di ND280 avrà un duplice impatto sulle analisi di T2K. In primo luogo, un grande aumento del numero di eventi raccolti grazie al target SuperFGD da 2 tonnellate (che quasi raddoppia la massa attiva complessiva dei moduli FGD, pari a 2,2 tonnellate). In secondo luogo, e più rivelante, la nuova configurazione consente un migliore rivelamento di
==== SK-Gd ====
Il terzo elemento di miglioraramento nell’ambito di T2K–II è l’introduzione di [[gadolinio]] in Super-Kamiokande<ref name="skgd">{{Cita pubblicazione|nome=K.|cognome=Abe|coautori=et al.|anno=2022|titolo=First gadolinium loading to Super-Kamiokande|rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics
L' energia
Nel periodo luglio-agosto 2020 un primo carico di 13 tonnellate di Gd<sub>2</sub> (SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> ·8H<sub>2</sub>O
=== Esperimento Hyper-Kamiokande ===
Il successore dell'esperimento T2K, l'esperimento [[Hyper-Kamiokande]] (HK), utilizzerà lo stesso fascio prodotto da J-PARC e la versione aggiornata di ND280. Oltre a ciò, verrà costruito un nuovo rivelatore lontano, [[Hyper-Kamiokande]], e possibilmente anche un nuovo [[Hyper-Kamiokande|rivelatore intermedio]] (IWCD). Parte dei lavori di upgrade del
== Note ==
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[[Categoria:Esperimenti sui neutrini]]
[[Categoria:
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