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Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas

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Neutrino

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 da fase de água, tendo um papel de liderança ou contribuições importantes em análises de física (antineutrinos, caracterização dos fundos de radioactividade), calibrações e controlo da qualidade dos dados. O enchimento do detector com cintilador está em curso, passando a actividade do grupo gradualmente da fase de água para a análise de dados de cintilador.

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 2026, e a primeira instalação do detector em 2025 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


 


  • Optical calibration of the SNO+ detector in the water phase with deployed sources
  • Autor(es):  M.R. Anderson et al. (SNO+ Collaboration)
  • Submissão:  2021-06-07, Aceitação:  2021-10-05, Publicação:  2021-10-19
  • Referência:  JINST 16 P10021   Ver publicação

  • The SNO+ Experiment
  • Autor(es):  M.R. Anderson et al. (SNO+ Collaboration)
  • Submissão:  2021-04-23, Aceitação:  2021-07-23, Publicação:  2021-08-25
  • Referência:  JINST 16 P08059 (2021)   Ver publicação

  • Supernova Neutrino Burst Detection with the Deep Underground Neutrino Experiment
  • Autor(es):  DUNE Collaboration (973 authors)
  • Submissão:  2020-08-19, Aceitação:  2021-04-21, Publicação:  2021-05-15
  • Referência:  Eur. Phys. J. C 81 (2021) 423   Ver publicação

  • Development, characterisation, and deployment of the SNO plus liquid scintillator
  • Autor(es):  SNO Collaboration (224 authors)
  • Submissão:  2021-05-01, Aceitação:  2021-05-01, Publicação:  2021-05-01
  • Referência:  J. Instrum. 16 (2021) P05009  

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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
Estudante de Doutoramento

Fernando Barão
Lisboa
Investigador

Francisco Neves
Coimbra
Investigador

José Maneira
Lisboa
Investigador

Matthew Cox
Lisboa
Estudante de Doutoramento

Nuno Barros
Coimbra
Investigador

Rui Alves
Coimbra
Técnico

Sofia Andringa
Lisboa
Investigadora

Valentina Lozza
Lisboa
Investigadora

Vladimir Solovov
Coimbra
Investigador


  • Expl. 2015_VL - IF/00248/2015/CP1311/CT0001
  • Código:  IF/00248/2015/CP1311/CT0001
  • Datas :  2017-01-01 :  2021-12-31
  • Financiamento:  50,000.00 €  

  • Neutrinoless double beta decay search with the SNO+ experiment
  • Código:  PTDC/FIS-PAR/2679/2021
  • Datas :  2021-12-01 :  2024-11-30
  • Financiamento:  231,005.00 €  

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