Palestrante
Descrição
O experimento CONNIE (Coherent Neutrino-Nucleus Interaction Experiment) está operando junto à Central Nuclear de Angra 2, visando a detecção do espalhamento elástico coerente dos antineutrinos de reator com os núcleos de silício e testar física além do Modelo Padrão. Para esse fim, o experimento utiliza a tecnologia de dispositivos de carga acoplada (CCDs), que possuem um baixíssimo liminar de detecção (com ruído abaixo de 2 e-). Apesar de ser um detector de baixa massa, ele se beneficia do grande aumento do fluxo dos neutrinos da central nuclear com a diminuição da energia. O detector passou por uma fase inicial de engenharia, para testar a operação do experimento, de 2014 a 2016. Em 2016 foi completada a primeira versão de CONNIE, operando com 8 CCDs construídos especialmente para esse fim e que forneceram dados de qualidade científica, com massa ativa total de 50 g. A primeira fase de análise de dados, correspondendo ao período 2016-2018, permitiu atingir o recorde mundial com o menor limiar de detecção de neutrinos (50 eV de energia de ionização) e estabelecer um limite superior ao seu fluxo medido no detector. Com essa medida foi possível impor limites em extensões simplificadas do Modelo Padrão com mediadores leves escalares ou vetoriais, obtendo as restrições mais fortes nos parâmetros desses modelos em baixas energias com experimentos de neutrinos. Em 2019 experimentou-se uma nova forma de leitura das CCDs visando aumentar a relação sinal-ruído, melhorando a sensibilidade do experimento por um fator 2. Os próximos passos para levar à efetiva detecção dos neutrinos via espalhamento coerente são: i) diminuir ainda mais o limiar de detecção, ii) aumentar a massa do detector. Para isso, será utilizada uma nova tecnologia, denominada Skipper-CCD que permite alcançar níveis de ruído sub-eletrônicos. No final de junho de 2021 foram instalados dois sensores Skipper-CCD e todo o experimento passou a utilizar uma eletrônica de leitura de nova geração, a Low Threshold Acquisition (LTA). Foi construída uma nova interface entre as CCDs e a LTA de modo a poder operar em simultâneo CCDs anteriores de CONNIE e as Skipper-CCD. Com isso, CONNIE se tornou o único experimento no mundo a combinar essas duas tecnologias, o que permitirá realizar inúmeros testes e calibrações cruzadas, visando entender e melhorar o comportamento das Skipper-CCD em um experimento operando no nível do solo ao lado de um reator nuclear. O próximo passo será preencher todo o detector CONNIE com Skipper-CCDs, aumentando sua massa com esses novos sensores, o que abrirá uma nova janela na detecção de neutrinos e testes do Modelo Padrão. Nesta apresentação mostraremos brevemente os novos resultados de CONNIE e iremos discutir a potencialidade dos novos sensores, juntamente com as necessidades e desafios para completar a nova versão do experimento.
| Key Words | espalhamento coerente, instrumentação, CCD |
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