Giugno 2005Stage Residenziale 2005 Misura della massa dellelettrone e della costante di Planck G. Benedetti 1, M. Bonifazi 2, M. Cucchi 1, E. De Santis 3, P. Ferro 4, D. Lo Presti 3, S. Marcelli 3, M. Palombini 5, E. Pogna 2, D. Riccardi 6, M. Ronzoni 7, A. Russomando 4, F. Sussarello 7, L. Zezza 2 3 Lic. Sc. B. Touschek - Grottaferrata 1 Lic. Sc. T. Levi Civita - Roma 2 Lic. Sc. Farnesina - Roma 4 Lic. Sc. F. dAssisi - Roma 5 Lic. Sc. E. Amaldi - Roma 6 Lic. Sc. C. Cavour - Roma 7 Lic. Sc. Tecn. Cannizzaro - Colleferro

2 Misura della massa dellelettrone Apparato di misura Spettri delle sorgenti 22 Na, 60 Co, 137 Cs Calibrazione in energia del MCA Determinazione del Compton Edge del 137 Cs Calcolo di m e e confronto con il valore teorico

3 Apparato di Misura E NaI Amp. L.G.S. M.C.A V max = k E V max = G k E L.G.S. = Linear Gate Stretcher M.C.A = MultiChannel Analyzer

4 22 Na 137 Cs Spettri MCA

5 60 Co

6 Fitting Spettri MCA Fit gaussiano dei picchi presenti negli spettri g = A exp (x - x 0 ) 2 2 ¯ { } x 0 = valore centrale = varianza La procedura di fitting consente di determinare i parametri fondamentali dello spettro sperimentale: posizione del picco: x 0 ±

7 Calibrazione in Energia dalla posizione dei picchi negli spettri determino calibrazione in energia dei canali del MCA note le energie teoriche dei fotoni emessi dalle varie sorgenti Picco E teorica (MeV) x 0 ± (chs MCA) Na ± 66.1 Cs ± 59.9 Co ± Co ± 150.9

8 E teorica (MeV) x (chs MCA) Calibrazione in Energia x = a E + b a = ± chs MeV -1 b = ± chs Fit Lineare

9 Compton Edge del Cesio 137 Cs C.E. corrisponde al caso in cui il fotone viene diffuso allindietro, ovvero θ = massima energia cinetica per lelettrone E CE = h ε 2 ε2 ε θ T h h ε = h mec2mec2 con:

10 Compton Edge del Cesio Fit del Compton Edge del fotopicco del Cs: distribuzione di Fermi f = B 1 + exp x - x CE p { } a cui, in base alla retta di calibrazione, corrisponde unenergia E CE = x CE - b a

11 Compton Edge del Cesio Calcolo dellerrore con cui è determinata E CE x CE ± x CE a ± a b ± b E CE = { } 1/2 x CE ) 2 + ( b) 2 (x CE - b) 2 + a a () 2 Valore sperimentale:E CE = ± 49.7 keV

12 Calcolo di m e Noto E CE si calcola: m e c 2 = 2 E E E CE - 1 () dove E indica lenergia teorica del fotopicco del Cesio (= MeV) con un errore: m e c 2 = 2 E E CE () 2 Valore sperimentale: m e c 2 = ± keV da confrontare con il valore teorico di 511 keV