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Neutrinos

Neutrino Physics


// Neutrinos e matéria escura

Neutrinos e matéria escura

Os neutrinos, enigmáticas partículas elementares neutras e de massa minúscula, estão entre as partículas mais abundantes do Universo, mil milhões de vezes mais do que as partículas de matéria que constituem as estrelas e galáxias. No entanto, raramente interagem com a matéria, e por isso são muito difíceis de detectar e estudar. Hoje sabemos que existem 3 tipos de neutrinos, que se podem transformar uns nos outros segundo o processo das "oscilações de neutrinos" que exige que tenham massa não nula. Este processo foi observado pelas experiências SNO (Sudbury Neutrino Observatory) e SK (Super-Kamiokande), resolvendo o "problema dos neutrinos solares" e o "défice de neutrinos atmosféricos", e levando ao Prémio Nobel da Física de 2015. Desde então, outras experiências confirmaram o efeito com neutrinos criados em aceleradores de partículas e reatores nucleares. Para além desta propriedade peculiar, é possível que os neutrinos sejam partículas de Majorana, i.e., que o neutrino seja a sua própria anti-partícula, o que poderá ter implicações na explicação da assimetria matéria/anti-matéria no Universo.

O grupo de Física de Neutrinos do LIP colabora na experiência SNO+, actualmente em operação, e no projecto DUNE, uma das principais experiências de física de neutrinos para a próxima década. As actividades do grupo combinam assim análise de dados e I&D para detectores futuros.

O grupo do LIP juntou-se à experiência SNO em 2005, e é membro fundador da colaboração SNO+. O objectivo principal de SNO+ é a procura do decaimento beta duplo sem neutrinos do Telúrio-130, mas vários outros tópicos de física fazem parte do programa: antineutrinos de reactores nucleares e da radioactividade natural da Terra, neutrinos solares e de supernovas, e procura de nova física. Localizado a 2 km de profundidade, SNO+ reutiliza o detector de SNO, substituindo 1 kton de água pesada por cintilador líquido, e observando as pequenas faíscas de cintilação com um conjunto de 9300 sensores de luz. O grupo participou na construção de sistemas de calibração para a experiência e está actualmente muito activo na análise dos dados com cintilador puro, tendo um papel de liderança ou contribuições importantes em análises de física (antineutrinos, caracterização dos fundos de radioactividade, neutrinos solares), reconstrução e calibrações. Dentro de alguns anos, contamos ter o cintilador dopado com mais de 3 toneladas de Telúrio para dar início à procura do decaimento beta duplo sem neutrinos.

Em 2018, o grupo juntou-se à colaboração DUNE, que pretende medir um dos parâmetros em falta nas oscilações de neutrinos, a "fase de violação de CP". Esta medição irá dizer-nos quão diferente é o comportamente de neutrinos e anti-neutrinos e também tem implicações importantes na explicação da assimetria matéria/anti-matéria no Universo. Para isso, feixes de neutrinos e antineutrinos serão produzidos no laboratório Fermilab e detectados, tanto a curta distância da origem do feixe, como a 1300 km de distância num laboratório subterrâneo no Dakota do Sul, em grandes detectores de precisão usando árgon líquido. O feixe é esperado em 2031, e a primeira instalação do detector em 2026 mas estão em andamento no CERN várias atividades de I&D e testes com grandes protótipos dos detetores (ProtoDune). As nossas atividades concentrar-se-ão inicialmente no desenho dos sistemas de calibração dos detectores distantes e na operação e análise de dados de ProtoDUNE no CERN.


// Research Area
Física Experimental de Partículas com aceleradores
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Responsável de Grupo:  
José Maneira

maneira@lip.pt


 

  • Neutrinoless double-beta decay search with SNO+
  • Autor(es):  Valentina Lozza
  • Submissão:  , Aceitação:  , Publicação:  2024-01-17
  • Referência:     Ver publicação

  • Energy calibration of SNO+ with scintillator
  • Autor(es):  André Rodrigues
  • Submissão:  2023-10-11, Aceitação:  2023-10-11, Publicação:  2023-10-11
  • Referência:  LIP-STUDENTS-23-7   Ver publicação

  • Reconstruction of interactions in the ProtoDUNE-SP detector with Pandora
  • Autor(es):  DUNE Collaboration (1227 authors)
  • Submissão:  2022-06-29, Aceitação:  2023-06-20, Publicação:  2023-07-14
  • Referência:  Eur. Phys. J. C 83 (2023) 618   Ver publicação

  • Measurement of the total neutron cross section on argon in the 20 to 70 keV energy range
  • Autor(es):  S. Andringa, et al (ARTIE Collaboration)
  • Submissão:  2022-12-30, Aceitação:  2023-06-12, Publicação:  2023-07-07
  • Referência:  Phys. Rev. C 108, L011601   Ver publicação

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  • ANTS
  •  Anger camera-type detector simulation and experimental data processing tools.
  •     website


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Amélia Maio
Lisboa
Investigadora

Ana Sofia Inácio
Lisboa
Colaboradora

Beymar Surco
Coimbra
Estudante de Doutoramento

Carolina Lopes
Lisboa
Estudante de Licenciatura

Cristovão Vilela
Lisboa
Investigador

Fernando Barão
Lisboa
Investigador

Francisco Neves
Coimbra
Investigador

Gil Ramos Madeira
Coimbra
Estudante de Mestrado

Joan Kladnik
Minho
Estudante de Mestrado

Joana Vences
Lisboa
Estudante de Mestrado

José Maneira
Lisboa
Investigador

Nuno Barros
Coimbra
Investigador

Rui Alves
Coimbra
Técnico

Sofia Andringa
Lisboa
Investigadora

Valentina Lozza
Lisboa
Investigadora

Vladimir Solovov
Coimbra
Investigador

Wallison Campanelli
Lisboa
Estudante de Doutoramento



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