KATRIN：测定中微子质量的实验
仪器与探测器
2011-10-04 v1
摘要
卡尔斯鲁厄氚中微子（KATRIN）实验是下一代、不依赖模型的大规模实验，旨在通过研究氚贝塔衰变的运动学来测定中微子质量，灵敏度达 200 meV/c²。测量装置包括一个高亮度无窗气态分子氚源（WGTS）、一个差分及低温泵浦的电子输运与氚滞留段、一个用于能量分析的串联谱仪段（预谱仪和主谱仪），以及一个用于计数透射贝塔衰变电子的探测器系统。为达到所需灵敏度，氚在其中以约 10¹¹ Bq 的活度衰变的 WGTS，需要在注入压力和温度（绝对值约 30 K）上保持 0.1% 水平的稳定性。凭借产生 3.6 T 轴向磁场的能力，WGTS 将成为世界上最复杂的超导磁体与低温恒温器系统之一。主谱仪（长 24 m，直径 10 m）作为减速静电谱仪工作，在 18.6 keV 处将具有 0.93 eV 的能量分辨率。为在氚终点进行精确能量分析，需要稳定度为 1 ppm 的 -18.6 kV 减速电势。为达到所需灵敏度所要求的本底水平，它将在 10⁻¹¹ mbar 的压力下运行。本文将概述 KATRIN 实验及其当前状态。
引用
@article{arxiv.1110.0087,
title = {KATRIN: an experiment to determine the neutrino mass},
author = {F. M. Fraenkle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.0087},
year = {2011}
}
备注
Proceedings of the DPF-2011 Conference, Providence, RI, August 8-13, 2011