ICARUS実験

ICARUS（Imaging C osmic A nd R are U nderground S ignals）は、ニュートリノの研究を目的とした物理学実験です。2010年に運用を開始したグラン・サッソ国立研究所（LNGS）に設置されました。そこでの運用が完了した後、フェルミ国立加速器研究所で再利用するためにCERNで改修され、 MiniBooNE、MicroBooNE、および短基線近傍検出器（SBND）実験と同じニュートリノビームで使用されました。 ^[1] ICARUS検出器は輸送のために分解され、フェルミ国立加速器研究所で再組み立てされ、2021年秋にデータ収集が開始される予定です。

ICARUS計画は1977年にカルロ・ルビアによって開始され、彼は新しいタイプのニュートリノ検出器を提案した。^{[2]これらは液体アルゴン時間投影箱（LAr-TPC）と呼ばれ、}泡箱と電子検出器 の利点を組み合わせたもので、従来の検出器を進化させたものである。^[3]これらは反応を通じてニュートリノを検出する：^[4]

${\displaystyle {}^{40}Ar+\nu \rightarrow {}^{40}K+e^{-}\,}$

(ニュートリノがアルゴン-40 原子と結合してカリウム-40原子と電子を生成します。)

ICARUS プログラムの過程で、このようなかなり大きな容量の検出器が提案されました。2001年にパヴィアで最初の運転が行われた後、760 トンの液体アルゴンを充填したグラン・サッソの ICARUS T600 検出器が2010 年に稼働を開始しました。ニュートリノ振動や現代物理学のさまざまな基礎テーマを研究するために、天体や太陽源のニュートリノや、 730 km 離れたCERNのスーパープロトンシンクロトロンによって生成されたグラン・サッソへの CERN ニュートリノ(CNGS)ビームが検出されました。

CNGSニュートリノはOPERA実験でも研究されており、そのためこれらの実験はCNGS1 （OPERA）およびCNGS2（ICARUS）とも呼ばれています。^[5]

CNGS 測定は、OPERA グループが 2011 年 9 月と 11 月に超光速ニュートリノを測定したと発表したときにも重要になりました (光速を超えるニュートリノ異常を参照)。その後まもなく、ICARUS コラボレーションは、ニュートリノのエネルギー分布は超光速粒子と互換性がないと主張する論文を発表しました。この結論は、コーエンとシェルドン・グラショーの理論に基づいています。^[6] 2012 年 3 月、彼らは 7 つのニュートリノ イベントに基づくニュートリノ速度の直接測定を発表しました。その結果は光速、つまり特殊相対性理論と一致し、OPERA の結果と矛盾しています。^[5] 2012 年 8 月、25 のニュートリノ イベントに基づく別のニュートリノ速度測定が、精度と統計が向上して発表され、再び光速と一致しました。^[7] (ニュートリノ速度の測定を参照)

ICARUS検出器は、2017年7月に新しいニュートリノ実験のためにフェルミ国立加速器研究所に移設された。^{[8] [9]} 2020年2月、フェルミ国立加速器研究所の科学者らはICARUSの冷却と760トンの液体アルゴンの充填を開始した。科学者らは、2020年後半に改修されたICARUSで最初の測定を行うことを期待している。^[10] 2021年5月、フェルミ国立加速器研究所はICARUSが2021年秋にデータ収集を開始すると発表した。^[11]

• ICARUS ウェブページ 2012-03-07 にWayback Machineでアーカイブされました