北緯42度48分 東経6度10分 / 北緯42.800度 東経6.167度 / 42.800; 6.167
ANTARES（ニュートリノ望遠鏡を用いた天文学と深海環境RES研究プロジェクト）は、フランスのトゥーロン沖の地中海水深2.5kmに設置されたニュートリノ検出器である。地球の南半球方向への宇宙起源のニュートリノフラックスの位置特定と観測を行う方向性ニュートリノ望遠鏡として設計されており、南極ニュートリノ検出器IceCubeを補完し、両半球からのニュートリノを検出する。この実験はCERN実験（RE6）として公認されている。[1] [2]近隣地域での使用のために設計された他のニュートリノ望遠鏡には、ギリシャのNESTOR望遠鏡とイタリアのNEMO望遠鏡があり、どちらも設計初期段階にある。ANTARESのデータ取得は、16年間の連続運用を経て、2022年2月に終了した。[3]
デザイン
このアレイには、12本の独立した光電子増倍管が垂直に並んでいます。各光電子増倍管は75個の光学モジュールを備え、長さは約350メートルです。水深約2.5kmの海底に、互いの間隔を約70メートル離して固定されています。ニュートリノが地球の南半球に入ると、通常はそのまま地球を直進します。まれに、少数のミューオンニュートリノが地中海の海水と反応することがあります。この反応により、高エネルギーミューオンが生成されます。アンタレスは、ミューオンが海水を通過する際に放出されるチェレンコフ光を光電子増倍管で検出することで機能します。この検出技術は、「上昇ミューオン」（検出器の真下（地球）の物質と相互作用したミューオンニュートリノ）と、はるかに高いフラックスを持つ「下降大気ミューオン」を区別します。
南極のニュートリノ望遠鏡AMANDAおよびIceCubeとは異なり、ANTARESはチェレンコフ媒質として氷ではなく水を使用しています。水中の光は氷中よりも散乱が少ないため、分解能が向上します。一方、水には氷よりも多くの背景光源（海塩中の放射性同位体カリウム-40や発光生物）が含まれるため、ANTARESのエネルギー閾値はIceCubeよりも高く、より高度な背景抑制手法が必要となります。
建設履歴
アンタレスの建設は、最初のラインが展開されてから2年後の2008年5月30日に完了しました。初期試験は2000年に開始されました。地震計など、検出器に間接的に関連する機器は2005年に配置されました。光電子増倍管の最初のラインは2006年2月に設置されました。2006年9月には2番目のラインが正常に接続されました。3、4、5番目のラインは2006年末に展開され、2007年1月に接続されました。これは、アンタレスを北半球最大のニュートリノ望遠鏡（バイカル湖ニュートリノ望遠鏡を上回る）にするための重要なステップでした。ライン 6、7、8、9、および 10 は、2007 年 3 月から 11 月初旬にかけて展開され、2007 年 12 月と 2008 年 1 月に接続されました。2008 年 5 月から、検出器は完全な 12 ライン構成で稼働しています。
検出器の設置と接続は、フランスの海洋学研究所IFREMERと協力し、ROV Victorを使用して実施されました。また、以前のいくつかの操作では潜水艦 Nautile を使用して実施されました。
探知機はデータ収集を終え、2022年に一連の海上作戦で解体された。[4]
実験目標
ANTARESプロジェクトは、南極のIceCubeニュートリノ観測所を補完するものです。両プロジェクトの検出原理は非常に類似していますが、ANTARESは南半球のみを観測対象としています。地中海に位置するため、ANTARESは南天の100TeV未満のエネルギーを持つニュートリノに対してより感度が高く、この領域には多くの銀河系起源ニュートリノが含まれています。ANTARESは、特に10 10から10 14電子ボルト（10 GeV - 100 TeV ）の範囲の高エネルギー起源ニュートリノを検出します。長年の運用を経て、南半球における宇宙起源ニュートリノの分布図を作成できる可能性があります。特に興味深いのは、おそらく他の帯域での観測（ ANTARESと共通の視野を持つ ナミビアのHESS望遠鏡で観測されたガンマ線源など）との相関関係がある、天体物理学的なニュートリノ点源の検出です。
この天体粒子物理学の側面とは別に、ANTARES望遠鏡は、太陽（通常の太陽ニュートリノはANTARESのエネルギー範囲外にある）または銀河中心におけるニュートラリーノ消滅の形での暗黒物質の探索など、粒子物理学におけるいくつかの基本的な問題にも取り組む可能性がある。採用されている方法が大きく異なるため、その予想される感度は、DAMAやCDMSなどの実験で行われる直接的な暗黒物質探索と、 LHCでの間接的な探索の両方を補完するものである。ニュートラリーノ信号の検出は超対称性の確認にもなるが、ANTARESの感度レベルでは可能性が低いと一般的に考えられている。ANTARESで測定できる可能性のある他の「エキゾチックな」現象としては、核子や磁気単極子などがある。
結果
最初のニュートリノ検出は2007年2月に報告されました。
6年間のデータを用いて銀河中心のニュートリノ点源を探したが、何も見つからなかった。[5] 大気ニュートリノ振動も測定された。[6]
追加の計器
ANTARES実験には、宇宙ニュートリノの主な光学検出器に加えて、塩分および酸素プローブ、海流プロファイラー、光透過率および音速の測定装置など、深海環境の研究用の多くの機器が搭載されています。また、発光生物を自動で追跡するためのカメラシステムも設置されています。これらの機器からの結果は、検出器の較正にも重要である一方で、ANTARESコラボレーションに参加している海洋科学機関と共有されます。ANTARES検出器には、浮遊検出器ラインの位置合わせ用の音響測位システムが搭載されている一方で、深海でのニュートリノの音響検出の可能性を評価するために、水中聴音器を備えた改造されたANTARES階層6つで構成される専用の音響検出システムAMADEUSも搭載されています。これらの音響階層の最初の3つは計測ラインに含まれており、残りの3つは12番目のラインに含まれています。
参照
参考文献
- ^ 「CERNで認められた実験」CERN科学委員会. CERN. 2019年6月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月21日閲覧。
- ^ 「RE6/ANTARES：ニュートリノ望遠鏡とアビス環境研究による天文学」CERN実験プログラム. CERN . 2020年1月21日閲覧。
- ^ ANTARESアドベンチャー Archived 2022-05-17 at the Wayback Machine . — ANTARESコラボレーション公式ウェブサイト。
- ^ 「ANTARESは完全に解体されました」. ANTARES. 2022年6月23日.
- ^ Adrián-Martínez, S.; et al. (2014). 「ANTARESニュートリノ望遠鏡を用いた銀河中心近傍の点状および拡張ニュートリノ源の探索」. The Astrophysical Journal Letters . 786 (1): L5. arXiv : 1402.6182 . Bibcode :2014ApJ...786L...5A. doi :10.1088/2041-8205/786/1/l5. S2CID 31685649.
- ^ Adrián-Martínez, S.; et al. (2012). 「ANTARESニュートリノ望遠鏡による大気ニュートリノ振動の測定」. Physics Letters B. 714 ( 2–5 ) : 224– 230. arXiv : 1206.0645 . Bibcode :2012PhLB..714..224A. doi :10.1016/j.physletb.2012.07.002. S2CID 26970978.
外部リンク
- アンタレスホーム
- IFREMERホームページ
- KM3NeTニュートリノ望遠鏡
- INSPIRE-HEPにおけるANTARESの記録
