Usuari:Martillu77/proves: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació |
Cap resum de modificació |
||
| Línia 1: | Línia 1: | ||
{{Infotaula persona}} |
|||
[[Fitxer:HK experiment overview.jpg|miniatura|Visió general de l'experiment d'Hyper-Kamiokande]] |
|||
'''Clare Joanna Burrage''' és una [[física de partícules]] britànica a la [[Universitat de Nottingham]]. Ha fet contribucions significatives a la investigació de l'[[energia fosca]], utilitzant sondes astrofísiques i [[interferometria]]. |
|||
== Vida primerenca i educació == |
|||
'''Hyper-Kamiokande''' (també anomenat '''Hyper-K''' o '''HK''') és un observatori i experiment de [[neutrí|neutrins]] en construcció a [[Hida]], [[Gifu]] i a [[Tokai]], [[Prefectura d'Ibaraki|Ibaraki]] ambdós al [[Japó]]. La construcció la lideren la [[Universitat de Tòquio]] i l'Organització de Recerca de l'Accelerador d'Energia ([[KEK]]), en col·laboració amb instituts de més de 20 països de sis continents<ref name="hkoverview">{{ref-web |url=https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/outline/ |consulta=12 agost 2024 |títol=Hyper-Kamiokande website: Overview}}</ref><ref>{{ref-web |url=https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/collaboration/ |títol=Hyper-Kamiokande website: Collaboration Institutes| consulta=12 agost 2024 |llengua=anglès}}</ref>. Com a successor dels experiments [[Super-Kamiokande]] (també Super-K o SK) i [[T2K]], està dissenyat per buscar la [[desintegració del protó|desintegració de protons]] i detectar neutrins de fonts naturals com la [[Terra]], l'[[atmosfera]], el [[Sol]] i el cosmos, així com per estudiar les [[oscil·lació de neutrins|oscil·lacions de neutrins]] amb un feix de neutrins d'un accelerador artificial<ref name="1805.04163">{{ref-publicació |títol=Hyper-Kamiokande Design Report |publicació=arXiv |data=28 Novembre 2018 |exemplar=1805.04163 |url=https://arxiv.org/abs/1805.04163 |consulta=12 agost 2024 |autor=Hyper-Kamiokande Proto-Collaboration |llengua=anglès}}</ref> |
|||
Burrage atribueix el seu amor per la cosmologia al fet de passar per davant del [[Lovell Telescope]] a l'[[Jodrell Bank Observatory]] quan era petita<ref name=":0">{{ref-web |url=https://web.archive.org/web/20180612232925/http://www.iop.org/news/15/aug/page_66100.html |consulta=23 agost 2024 |títol=Award-winning early-career physicist is put in the spotlight}}</ref>. Va assistir al Collingwood College, Surrey, aconseguint els nivells A en matemàtiques, matemàtiques addicionals i alemany<ref name=":1">{{ref-web |url=https://archive.imascientist.org.uk/electromagneticm12-zone/profile/clareburrage.html |consulta=23 agost 2024 |títol=Clare Burrage |obra=Electromagnetic Zone}}</ref>. Va estudiar matemàtiques a la [[Universitat de Cambridge]], aconseguint un màster el 2004 i la [[Part III dels Tripos de Matemàtiques]] el 2005<ref name=":1" />. Per a la seva recerca de postgrau es va incorporar al grup d'[[Anne-Christine Davis]] del Departament de Matemàtiques Aplicades i Física Teòrica, estudiant ''Camps escalars i l'expansió accelerada de l'univers''<ref>{{ref-web |nom=Clare Burrage |url=https://web.archive.org/web/20180620074311/https://copac.jisc.ac.uk/id/6118830?style=html |consulta=23 agost 2024 |títol=Scalar fields and the accelerated expansion of the universe |obra=jisc.ac.uk (PhD thesis) |editor=University of Cambridge}}</ref><ref>{{ref-web |url=https://www.academia-net.org/profile/clare-burrage/78448 |consulta=23 agost 2024 |títol=Dr. Clare Burrage - AcademiaNet |obra=www.academia-net.org}}</ref>. Va detectar possibles indicacions de la [[partícula camaleònica]] esquiva al [[nucli galàctic actiu]] de [[Messier 87]]<ref>{{ref-web |url=https://www.nature.com/articles/news.2009.531 |consulta=23 agost 2024 |títol=Dark-energy particle spotted? |obra=Nature |autor=Merali, Zeeya}}</ref> |
|||
. L'inici de la presa de dades està previst per al 2027. |
|||
== Recerca i carrera == |
|||
Les instal·lacions d'experimentació Hyper-Kamiokande estaran situades en dos llocs: |
|||
Burrage va ser nomenada becaria postdoctoral al grup de física teòrica de [[DESY]] el 2008<ref>{{ref-web |url=https://www.desy.de/~teschner/members.html |consulta=23 agost 2024 |títol=Members of the DESY Theory Group |obra=www.desy.de}}</ref>. Mentre treballava a [[DESY]] va trobar possibles indicacions astrofísiques de la conversió de [[axió]]-[[fotó]]<ref>{{ref-publicació |títol=Active Galactic Nuclei Shed Light on Axion-like-Particles |publicació=Physical Review Letters |data=2009-05-21 |volum=102 |exemplar=20 |pmid=19519013 |url=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.102.201101 |consulta=23 agost 2024 |autor=Burrage, Clare |coautors=Davis, Anne-Christine; Shaw, Douglas}}</ref><ref>{{ref-web |url=https://physicsworld.com/a/evidence-mounts-for-axion-like-particles/ |consulta=23 agost 2024 |títol=Evidence mounts for axion-like particles |obra=Physics World |data=2009-02-18}}</ref>. Es va traslladar a la [[Universitat de Ginebra]] l'any 2010, on va treballar en cosmologia. El 2011 Burrage fou nomenada investigadora [[Anne McLaren]] a la [[Universitat de Nottingham]]. Burrage utilitza l'observació de la llum de fonts astrofísiques per provar l'[[energia fosca]]. Va rebre una beca de recerca de la [[Royal Society]] l'anys 2013 i de nou el 2018. Va guanyar la [[Medalla i Premi James Clerk Maxwell|Medalla i Premi Maxwell de l'Institut de Física]] 2015<ref name=":0" />. Burrage treballa amb el Centre for Cold Matter de l'[[Imperial College London]], on desenvolupa pols de llum per accelerar els àtoms en [[interferòmetre|interferòmetres]] d'àtoms per la detecció de forces. En combinar observacions astrofísiques amb tècniques atòmiques, Burrage ha proporcionat els millors límits sobre les diferents maneres en què l'energia fosca pot interactuar amb la matèria. |
|||
=== Participació pública === |
|||
* El detector principal, anomenat Hyper-Kamiokande (HK), s'està construint sota el cim de la muntanya Nijuugo a la ciutat d'Hida, prefectura de Gifu, als [[Alps japonesos]] (36°21′20.105″N 137°18′49.137″E<ref name="1805.04163"/>{{rp|56}}). El detector HK s'utilitzarà per a cerques de desintegració de protons, estudis de neutrins de fonts naturals i servirà com a detector llunyà per a la mesura de les oscil·lacions d'un feix de neutrins accelerador a la distància corresponent al primer màxim d'oscil·lació<ref name="1805.04163"/>{{rp|53–56}}<ref name="hk_lodovico">{{ref-publicació |títol=The Hyper-Kamiokande Experiment |publicació=J. Phys. Conf. Ser. |data=20 Septembre 2017 |volum=888 |exemplar=1 |url=https://inspirehep.net/literature/1625581 |consulta=12 agost 2024 |autor=Francesca Di Lodovico (Queen Mary, U. of London) for the Hyper-Kamiokande collaboration |llengua=anglès| doi = 10.1088/1742-6596/888/1/012020|bibcode=2017JPhCS.888a2020D|doi-access=free}}</ref>. |
|||
Burrage ha participat en diverses activitats de participació pública, com ara ''I'm a Scientist, Get Me Out of Here'' (Sóc un científic, treu-me d'aquí)<ref name=":1" />. Va formar part d'un programa d'emparellament de científics amb membres del parlament i ha presentat el seu treball al [[Palau de Westminster]]<ref name=":0" />. Ha participat al [[Festival Internacional d'Edimburg]] i al [[Hay Festival]]<ref name=":0" />. Va ser seleccionada pel [[British Council|Consell Britànic]] per representar el Regne Unit a Science Alive (Ciència Viva) a [[Hong Kong]]. Ha participat en la guardonada sèrie de vídeos de física a [[YouTube]] [[Sixty Symbols]]. |
|||
* El feix de neutrins es produirà al complex accelerador [[J-PARC]] (36.445°N 140.606°E) i s'estudiarà pel conjunt de detectors propers i intermedis situats al poble de Tokai, prefectura d'Ibaraki, a la costa est del Japó<ref name="1805.04163"/>{{rp|31}}. |
|||
Burrage ha estat entrevistada per [[Morgan Freeman]] a la temporada 2 de ''[[Through the Wormhole]]''. |
|||
== References == |
|||
{{Reflist}} |
|||
{{authority control}} |
|||
{{ORDENA:Burrage, Clare}} |
|||
== Programa de física == |
|||
=== Oscil·lacions de neutrins d'accelerador i atmosfèrics === |
|||
Els neutrins es produeixen en diferents [[Sabor (física)|sabors]]. Aquests són: [[Neutrí electrònic]] (<math>\nu_e</math>), [[Neutrí muònic]] (<math>\nu_\mu</math>), [[Neutrí tau]] (<math>\nu_\tau</math>). Les [[oscil·lacions de neutrins]] són un fenomen de la [[mecànica quàntica|mecànica quàntica]] on els neutrins canvien aquest sabor mentre es mou, causat pel fet que aquests estats de sabor dels neutrins són una barreja dels seus estats de massa (ν<sub>1</sub>, ν<sub>2</sub>, ν<sub>3</sub> estats de massa amb masses m<sub>1</sub> , m<sub>2</sub>, m<sub>3</sub>, respectivament). Les probabilitats d'oscil·lació depenen de sis paràmetres: |
|||
* tres angles de mescla (θ<sub>12</sub>, θ<sub>23</sub> i θ<sub>13</sub>) que regeixen la barreja entre els estats de massa i sabor, |
|||
* dues diferències de massa al quadrat (∆m<sup>2</sup><sub>21</sub> i ∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>, on ∆m<sup> 2</sup><sub>ij</sub> = m<sup>2</sup><sub>i</sub> – m<sup>2</sup><sub>j</sub>) |
|||
* una fase (δ<sub>CP</sub>) responsable de la [[violació CP|asimetria matèria-antimatèria]] (violació de simetria CP) en oscil·lacions de neutrins, |
|||
i dos paràmetres que es trien per a un experiment concret: |
|||
* energia dels neutrins |
|||
* línia de base: la distància recorreguda pels neutrins a la qual es mesuren les oscil·lacions<ref name="pdg">{{ref-publicació |títol=Review of Particle Physics |publicació=Progress of Theoretical and Experimental Physics |data=8 Agost 2022 |url=https://academic.oup.com/ptep/article/2022/8/083C01/6651666?login=false |consulta=12 agost 2024 |autor=Particle Data Group and Workman |llengua=anglès}}</ref>{{rp|285–311}}<ref name="1805.04163"/>{{rp|20-23}}. |
|||
Continuant els estudis realitzats per l'experiment [[T2K]], el detector llunyà HK mesurarà l'espectre d'energia dels neutrins electrònics i muònics del feix (produït a J-PARC com un feix de neutrins muònic gairebé pur) i el compararà amb el cas de no oscil·lacions, que es calcula inicialment a partir de models de flux de neutrins i d'interacció i es millora amb mesures realitzades pels detectors propers i intermedis a l'origen del feix. Per a l'energia màxima del feix de neutrins HK/T2K (600 MeV) i donada la distància entre l'origen del feix a J-PARC i el detector HK/SK (295 km), això correspon al primer màxim d'oscil·lació, per a oscil·lacions impulsades per ∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>. El feix de neutrins de J-PARC funcionarà en modes millorats amb neutrins i antineutrins per separat, el que significa que les mesures de neutrins en cada mode proporcionaran informació sobre la probabilitat de supervivència de (anti)neutrins muònics P<sub><math>\nu_\mu</math> → <math>\nu_\mu</math></sub>, P<sub><math>\overline{\nu}_\mu</math> → <math>\overline{\nu}_\mu</math></sub> i la probabilitat d'aparició de (anti)neutrins electrònics P<sub><math>\nu_\mu</math> → <math>\nu_e</math></sub>, P<sub><math>\overline{\nu}_\mu</math> → <math>\overline{\nu}_e</math></sub> , on P<sub>ν<sub>α</sub></sub> → P<sub>ν<sub>β</sub></sub> és la probabilitat que s'observi un neutrí com a sabor β que originalment era de sabor α <ref name="1805.04163"/>{{rp|202–224}}. |
|||
[[Fitxer:Hk cp exclusion ability.png|thumb|La capacitat d'Hyper-K d'excloure la conservació de CP en funció del valor real de δ<sub>CP</sub>]] |
|||
La comparació de les probabilitats d'aparició de neutrins i d'antineutrins (P<sub><math>\nu_\mu</math> → <math>\nu_e</math></sub> versus P<sub><math>\overline{\nu}_\mu</math> → <math>\overline{\nu}_e</math></sub>) permet mesurar la fase δ<sub>CP</sub>. El valors possibles de δ<sub>CP</sub> es troben entre −π i +π (de −180° a +180°), i els valors 0 i ±π corresponen a la conservació de la [[violació CP|simetria CP]]. Després de 10 anys de presa de dades, s'espera que HK confirmi amb un [[interval de confiança|nivell de confiança]] de 5σ o millor si la simetria CP es viola a les oscil·lacions de neutrins per al 57% dels valors possibles de δ<sub>CP</sub>. La violació de CP és una de les [[Bariogènesi#GUT Bariogènesi sota les condicions de Sakharov|condicions]] necessàries per produir l'excés de matèria sobre antimatèria a l'univers primerenc, que ara forma el nostre univers. També s'utilitzaran neutrins de l'accelerador per millorar la precisió dels altres paràmetres d'oscil·lació, |∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>|, θ<sub>23</sub> i θ<sub >13</sub>, així com per als estudis d'interacció amb neutrins.<ref name="1805.04163"/>{{rp|202–224}} |
|||
Per determinar la [[jerarquia de masses de neutrins|ordenació de masses de neutrins]] (això és, si l'estat propi de massa ν<sub>3</sub> és més lleuger o més pesat que ν<sub>1</sub> i ν<sub> 2</sub>), o equivalentment el signe desconegut del paràmetre ∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>, s'han d'observar oscil·lacions de neutrins a la matèria (comparar neutrins que viatgen una distancia no menyspreable en un medi de matèria dens amb neutrins que no ho fan). Amb el feix de neutrins HK (295 km, 600 MeV), l'[[efecte Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein|l'efecte matèria]] és petit. A més dels neutrins de feix, l'experiment HK estudiarà [[Neutrí#El_problema_dels_neutrins_atmosfèrics|neutrins atmosfèrics]], creats per [[raigs còsmics]] que xoquen amb l'atmosfera terrestre, produint neutrins i altres subproductes. Aquests neutrins es produeixen a tots els punts del globus, el que significa que HK té accés a neutrins que han recorregut una àmplia gamma de distàncies a través de la matèria (des d'uns centenars de metres fins al diàmetre de la Terra quan aquests arriben dels [[antípoda|antípodes]]). Aquestes mostres de neutrins es poden utilitzar per determinar l'ordenació de la massa dels neutrins. |
|||
En última instància, una anàlisi combinada de neutrins de feix i neutrins atmosfèrics proporcionarà la major sensibilitat als paràmetres d'oscil·lació δ<sub>CP</sub>, |∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>|, [[funció signe|{{math|sgn}}]] ∆m<sup>2</sup><sub>32</sub>, θ<sub>23</sub> and θ<sub>13</sub> <ref name="1805.04163"/>{{rp|228–233}}. |
|||
=== Astronomia de neutrins i geoneutrins === |
|||
Les explosions de [[Supernova|Supernova per col·lapse del nucli]] produeixen grans quantitats de neutrins. Per a una supernova a la [[galàxia d'Andròmeda]], s'esperen observar entre 10 i 16 esdeveniments de neutrins a HK. Per a una supernova galàctica a una distància de 10 [[parsec|kpc]] s'esperen entre 50.000 i 94.000 interaccions de neutrins durant unes desenes de segons. Per a [[Betelgeuse]], a una distància de 0,2 kpc, s'en esperen fins a 10<sup>8</sup> interaccions per segon. Aquesta taxa d'esdeveniments tan alta al detector s'ha tingut en compte en el disseny de l'[[electrònica]] i la [[adquisició de dades]] (DAQ), el que significa que no es perdria cap dada. Els perfils temporals del nombre d'esdeveniments registrats a HK i la seva energia mitjana permetrien provar models de l'explosió. La informació direccional dels neutrins a HK pot proporcionar un avís primerenc per a l'observació de supernova electromagnètica ([[telescopi òptic|telescopi òptics]]), i es pot utilitzar en altres observacions d'[[Astronomia multimissatger|astronomia multimissatger]] (l'observació d'un fet astronòmic mitjançant senyals diferents: llum, neutrins, [[ona gravitacional|ones gravitacionals]], etc) <ref name="1805.04163"/>{{ rp|263–280}}<ref>{{ref-publicació |títol=Supernova Model Discrimination with Hyper-Kamiokande |publicació=Astrophys. J. |data=13 Gener 2021 |pàgines=15 |volum=916 |exemplar=1 |url=https://inspirehep.net/literature/1840585 |consulta=12 agost 2024 |autor=the Hyper-Kamiokande collaboration |llengua=anglès}}</ref>. |
|||
Els [[Geoneutrí|geoneutrins]] es produeixen en desintegracions de [[radioisòtops]] a l'interior de la Terra. Els estudis de geoneutrins a Hyper-Kamiokande ajudaran a avaluar la composició química del [[nucli de la Terra]], que està relacionada amb la generació del seu [[camp geomagnètic]].<ref name="1805.04163"/>{{rp|292–293} } |
|||
== Referències == |
|||
{{referències}} |
|||
Revisió del 09:11, 23 ago 2024
| Biografia |
|---|
Clare Joanna Burrage és una física de partícules britànica a la Universitat de Nottingham. Ha fet contribucions significatives a la investigació de l'energia fosca, utilitzant sondes astrofísiques i interferometria.
Vida primerenca i educació
Burrage atribueix el seu amor per la cosmologia al fet de passar per davant del Lovell Telescope a l'Jodrell Bank Observatory quan era petita[1]. Va assistir al Collingwood College, Surrey, aconseguint els nivells A en matemàtiques, matemàtiques addicionals i alemany[2]. Va estudiar matemàtiques a la Universitat de Cambridge, aconseguint un màster el 2004 i la Part III dels Tripos de Matemàtiques el 2005[2]. Per a la seva recerca de postgrau es va incorporar al grup d'Anne-Christine Davis del Departament de Matemàtiques Aplicades i Física Teòrica, estudiant Camps escalars i l'expansió accelerada de l'univers[3][4]. Va detectar possibles indicacions de la partícula camaleònica esquiva al nucli galàctic actiu de Messier 87[5]
Recerca i carrera
Burrage va ser nomenada becaria postdoctoral al grup de física teòrica de DESY el 2008[6]. Mentre treballava a DESY va trobar possibles indicacions astrofísiques de la conversió de axió-fotó[7][8]. Es va traslladar a la Universitat de Ginebra l'any 2010, on va treballar en cosmologia. El 2011 Burrage fou nomenada investigadora Anne McLaren a la Universitat de Nottingham. Burrage utilitza l'observació de la llum de fonts astrofísiques per provar l'energia fosca. Va rebre una beca de recerca de la Royal Society l'anys 2013 i de nou el 2018. Va guanyar la Medalla i Premi Maxwell de l'Institut de Física 2015[1]. Burrage treballa amb el Centre for Cold Matter de l'Imperial College London, on desenvolupa pols de llum per accelerar els àtoms en interferòmetres d'àtoms per la detecció de forces. En combinar observacions astrofísiques amb tècniques atòmiques, Burrage ha proporcionat els millors límits sobre les diferents maneres en què l'energia fosca pot interactuar amb la matèria.
Participació pública
Burrage ha participat en diverses activitats de participació pública, com ara I'm a Scientist, Get Me Out of Here (Sóc un científic, treu-me d'aquí)[2]. Va formar part d'un programa d'emparellament de científics amb membres del parlament i ha presentat el seu treball al Palau de Westminster[1]. Ha participat al Festival Internacional d'Edimburg i al Hay Festival[1]. Va ser seleccionada pel Consell Britànic per representar el Regne Unit a Science Alive (Ciència Viva) a Hong Kong. Ha participat en la guardonada sèrie de vídeos de física a YouTube Sixty Symbols.
Burrage ha estat entrevistada per Morgan Freeman a la temporada 2 de Through the Wormhole.
References
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 «Award-winning early-career physicist is put in the spotlight». [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ 2,0 2,1 2,2 «Clare Burrage». Electromagnetic Zone. [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ «Scalar fields and the accelerated expansion of the universe». jisc.ac.uk (PhD thesis). University of Cambridge. [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ «Dr. Clare Burrage - AcademiaNet». www.academia-net.org. [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ Merali, Zeeya. «Dark-energy particle spotted?». Nature. [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ «Members of the DESY Theory Group». www.desy.de. [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ Burrage, Clare; Davis, Anne-Christine; Shaw, Douglas «Active Galactic Nuclei Shed Light on Axion-like-Particles». Physical Review Letters, 102, 20, 21-05-2009. PMID: 19519013 [Consulta: 23 agost 2024].
- ↑ «Evidence mounts for axion-like particles». Physics World, 18-02-2009. [Consulta: 23 agost 2024].