莎拉·查利，费米国家加速器实验室 沙丘合作发表了他们的第一篇科学论文，该论文是基于位于欧洲粒子物理研究所中微子平台的原沙丘单相探测器收集的数据
信用:欧洲核子研究中心 沙丘合作发表了他们的第一篇科学论文，该论文是基于位于欧洲粒子物理研究所中微子平台的原沙丘单相探测器收集的数据
结果表明，探测器的效率高于99%，不仅是迄今为止最大的，而且是性能最好的液氩时间投影室
科学家们现在正在利用他们的发现来改进他们的实验技术，并为在长基线中微子设施中进行国际深层地下中微子实验做准备，这是由美国能源部费米实验室主持的下一代中微子实验项目
“这些初步结果对我们来说是个好消息，”英国曼彻斯特大学教授、沙丘公司的联合发言人斯特凡·索德纳-雷姆博尔德说
“他们表明原沙丘探测器的工作比预期的还要好
现在，我们已经准备好为沙丘探测器建造第一批组件，它将以基于这个原型的探测器模块为特色，但是要大20倍
" 沙丘是一项雄心勃勃的国际实验，将测量被称为中微子的微小基本粒子的特性
中微子是宇宙中最丰富的物质粒子，但因为它们很少与其他粒子相互作用，所以难以研究
至少有三种不同类型的中微子，每秒钟有650亿个中微子穿过地球的每平方厘米
当他们旅行时，他们会做一些奇怪的事情:从一种类型变成另一种类型
科学家们认为，这些中微子振荡——以及涉及反物质中微子的振荡——可能有助于回答物理学中的一些大问题，比如宇宙中观察到的物质-反物质不对称性
沙丘还将寻找来自超新星的中微子，并寻找罕见的亚原子过程，如质子衰变
欧洲核子研究中心中微子平台协调员马尔齐奥·内西说:“原型沙丘-速度表明，我们可以将这种技术扩大到最终将中微子置于非常强大的微型计算机观测仪下所需的尺寸和分辨率。”
精确测量这些振荡将约束甚至排除一些理论模型，并为发现和探索罕见的亚原子现象开辟新的途径
但是为了获得这些精确的测量，科学家需要非常大、灵敏和可靠的探测器
能源部布鲁克海文国家实验室的科学家和沙丘物理学协调员伊丽莎白·伍斯特说:“原始沙丘的研究结果表明，我们已经设计出一种探测器，可以让我们在沙丘达到我们的科学目标。”
沙丘旨在通过从芝加哥附近的费米实验室发射一束强中微子穿过1300公里(800英里)的地球，进入位于1
南达科他州桑福德地下研究设施5公里深
欧洲粒子物理研究所的两个原型沙丘探测器——一个基于单相技术，另一个基于双相液氩技术——朝着建造巨大的沙丘探测器模块迈出了一步，每个模块装有17000吨液氩
二月份发布的沙丘技术设计报告是构建这些模块的蓝图
在欧洲粒子物理研究所，来自全球各地的沙丘科学家使用宇宙射线和800千兆电子伏的测试光束来评估原沙丘探测器
欧洲粒子物理研究所的SPS加速器发出的测试光束穿过两个独立的目标，产生电子、质子和其他类型的粒子束
位于原沙丘外面的粒子探测器在这些测试光束粒子进入原沙丘之前测量了它们的能量和身份
在探测器内部，散布着光子探测器的精密金属丝平面悬挂在800吨透明液态氩中
当一个通过的粒子与氩相互作用时，它会撞击松散的电子，这些电子被几米外的高压电场吸引到靠近探测器壁的线平面上
根据电线上的信号，科学家创建了粒子轨迹的三维图像，并可以确定其能量和身份
通过将原始沙丘内部的信息与原始测试光束粒子的已知特性进行比较，他们能够精确校准仪器并优化复杂的重建软件
就像照片的质量因摄影师的相机和编辑软件的质量不同而有很大差异一样，物理数据的质量仅次于探测器及其重建工具
从事原沙丘计划的科学家们从过去的中微子实验中学到了一些东西，并且已经达到了以前不可能达到的水平
所有探测器数据都包含微小的变化，称为噪声，有时很难与粒子产生的信号区分开来
这是所有物理实验中的一个常见问题，科学家们一直在思考通过增加信号强度和减少噪声来提高数据质量的创新方法
在第一篇沙丘论文中，科学家们展示了他们是如何实现50:1的信噪比的，这是以前液氩时间投影室不可能实现的
他们还评估了探测器的可靠性，发现其15，360个探测器通道中有超过99%都在正常工作
“如果探测器中的某些通道不工作，科学家就会在他们的数据中发现空白，”领导原始沙丘数据分析的费米实验室的沙丘合作者杨廷俊说
“数据分析工具有助于缩小这些差距，但这是有限度的
原沙丘中不活跃频道的数量不到1%，这给了我们高效的事件重建
原型沙丘表明我们可以达到并超越我们的物理目标
"
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