La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

GALLEX / GNO Il gallio per i neutrini solari al Gran Sasso.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "GALLEX / GNO Il gallio per i neutrini solari al Gran Sasso."— Transcript della presentazione:

1 GALLEX / GNO Il gallio per i neutrini solari al Gran Sasso

2 La preistoria Rivelazione dei neutrini con il Cloro ed altri nuclei in Inverse process B.M. Pontecorvo - Chalk River Laboratories (1946)

3 F. Reines ( ): tre esperimenti pilota 4000 l scintillatore liquido scattering elastico Litio in forma di sbarre sottili 2000 l di acqua pesante

4 R. Davis e J. Bahcall pubblicano (Phys. Rev. Lett. – 1964) lo studio di fattibilità di un esperimento con il cloro. BNL - Dipartimento di Chimica sostiene la proposta ; lesperimento viene finanziato Il primo run solare è dal 22 giugno al 14 ottobre 1967 Tasso di interazione inferiore a 3 SNU Nasce il problema dei neutrini solari

5 Possibili soluzioni Misurare il flusso dei neutrini p-p, che è quasi indipendente dal modello ed è il più intenso Gallio( GALLEX e SAGE) Misurare flusso di e e di altri tipi di Deuterio ( SNO)

6 In Unione Sovietica Markov e Zatzepin ( e anche O. Ryashskaya) avviano il programma dei neutrini solari: Cloro ( ma non sanno dove installare lesperimento) V. Kuzmin (1965) propone il gallio 60 ton di gallio metallico verranno installate a Baksan Lesperimento fornirà i primi dati nel 1990 Negli USA, Bahcall, Cleveland, Davis…. propongono 50 ton di gallio in soluzione o in forma metallica Phys. Rev. Lett. 40(1978) 1351

7 I gruppi coinvolti Max Planck Institute – Heidelberg LNGS Milano /Milano Bicocca ZFK – Karlsruhe Nice Roma Tor Vergata TUM Monaco Saclay Weizmann Institute Brookhaven E poi Kurciatov e CEA – Grenoble per la sorgente

8 La reazione 71 Ga( e,e) 71 Ge (E thr = 233 keV) EC = 16.5 d 71 Ga 71 Ga( e,e) 71 Ge (E thr = 233 keV) EC = 16.5 d 71 Ga La composizione del segnale: (BP00 SSM) La composizione del segnale: (BP00 SSM) pp + pep73 SNU (55 %) 7 Be35 SNU (27 %) CNO 8 SNU ( 8 %) 8 B13 SNU (10 %) Tot 129 SNU +9 –7 1 pp + pep73 SNU (55 %) 7 Be35 SNU (27 %) CNO 8 SNU ( 8 %) 8 B13 SNU (10 %) Tot 129 SNU +9 –7 1 Il segnale aspettato (SSM) Il segnale aspettato (SSM) 1.2 int. per day, but due to decay during exposure + ineff., 9 71 Ge decay detected per extraction (28 days exposure) 1.2 int. per day, but due to decay during exposure + ineff., 9 71 Ge decay detected per extraction (28 days exposure) Lo schema logico dellesperimento

9 GeCl 4 volatile in soluzione acida da 100 t of Ga 3 Cl in sol. Flusso di azoto N= N 0 exp(-f Vgas/Vsol) GeCl 4 volatile in soluzione acida da 100 t of Ga 3 Cl in sol. Flusso di azoto N= N 0 exp(-f Vgas/Vsol) See f.i. PL B490(2000)16 PL B314(1993)445 See f.i. PL B490(2000)16 PL B314(1993)445 Apparato ed operazioni in Apparato ed operazioni in t0t0 In synthesis lab Add 1 mg of carrier Extract GeCl 4 12 h Wait d for SR 1 d for blanks GeCl 4 GeH 4 + Xe in counter V =1cc 10 h In tank Counter in shielding 6 months Stop counting Remove counter Estrazione

10 La fase di montaggio Gli scavi per la vasca di contenimento Gli edifici Le taniche contenenti il gallio Il sistema di estrazione Lalloggiamento dei contatori Lelettronica

11 Alcuni costi Gallio Edifici Tanks e chimica Alloggiamento contatori/elettronica Elettronica 2 Sorgente Gestione 22M SF (7 M SF) 1 M Euro 0.5 M Euro 0.4 M Euro 2.5 M Euro ~ O.15 M Euro/anno

12 Linizio dellesperimento Il trasporto del gallio dal TOF in galleria Le prime estrazioni di pulizia La soluzione rilascia germanio ad un tasso costante: ca. 100 atomi/giorno 68 Ge intrappolato nella soluzione? Decisione: si scalda la tank Violento rilascio di 68 Ge Il fondo si abbassa ad un livello accettabile Parte la misura

13 Il primo risultato Tasso di interazione: 83.4 ± 19 SNU (SSM 130 SNU) Risultato ambiguo: tenuto conto degli errori, marginalmente compatibile con una soluzione standard del problema

14 La sequenza di misure Trasferimento dalla tank B alla tank A (migliore sistema di flussaggio) Si osserva un deficit; quindi garantirsi sulla efficienza complessiva La calibrazione con la sorgente di Cr Il test dellArsenico La ripresa della misura con GNO

15 May 1991 – May 1992 Construction of the detector GALLEX I data taking 15 Solar runs, 5 Blanks PL B285 (1992) 376 PL B285 (1992) 390 Jun 1994 – Oct st 51 Cr source experiment PL B342 (1995) 440 Oct 1995 – Feb nd source 51 Cr experiment PL B420 (1998) 114 Feb 1997 – Apr 1997Test of the detector with 71 As Extraction efficiency 100% PL B436 (1998) ± 19 SNU GALLEX Final Result 1594 days – 65 runs: 77.5 ± 7.7 SNU GALLEX Feb. 1997End of Solar Data Taking PL B447 (1999) 127

16 51 Cr Source 1/ 2 - 5/2 - 3/ keV 175 keV g.s. 71 Ge Strength63.4 PBq69.1 PBq R (meas/expt)1.01 ±11.5% 0.84 ±11.5% 0.93 ± 0.08 [0.91 ± 0.08] Energy (keV) 51 Cr 7 Be % % % % % %

17 GaCl 3 Hot chemistry Test con Arsenico Alta temperatura (per breve tempo) GeCl 4 71 As ( + or EC) 71 Ge 71 Ga (Q EC 4 MeV) Efficienza di estrazione: 100% (con alta accuratezza) ?

18 GNO Ripresa dei run solari 20 maggio 98 Raggruppati in tre fasi di circa uguale durata In totale 1687 giorni Rate 62.9 ± 6 SNU

19 GALLEX + GNO Circa 12 anni di presa dati 123 run solari = 3281 giorni – 9 anni Rate 69.3 ± 4.1 (stat.) ± 3.6 (syst.) SNU

20 GALLEX - GNO Davis plot GALLEX 65 solar runs GNO 58 solar runs

21

22 GNO – Energy distribution

23 Time distribution fit = 16.6 ± 2.1 days Ge = 16.5 days

24

25 Obbiettivi raggiunti Energia solare è di origine termonucleare Il ciclo dominante è quello dellidrogeno Il ciclo del CNO è valutato correttamente dal modello Oscillazioni per neutrini di bassa energia (leffetto della materia è piccolo) Il Berillio è valutato correttamente dal modello Non vi sono evidenti effetti temporali (un ringraziamento, un rammarico, una piccola proposta.)


Scaricare ppt "GALLEX / GNO Il gallio per i neutrini solari al Gran Sasso."

Presentazioni simili


Annunci Google