Targhette Polarizzate Attive ( Elettroni / Nuclei ) Fisica Neutrino e Violazioni Parita’ POLARIS Fisica del neutrino e Interazioni attraverso SPIN Targhette Polarizzate Attive Paramagnetiche GSO, CeF……. Misure eseguite confermano la bonta’ dell’idea Misurata Scintillazione e Suscettivita’ Piano di Ricerca Richieste :Finanziarie ,Sezione, F.T.E.

Fisica del neutrino e Interazioni che Violano Parita’ - L’interazione debole , attraverso la sua Hamiltoniana di interazione, pesa l’elicita’ degli stati interagenti. - Neutrino “ Left Handed “ interagisce con elettrone “Left Handed” - Cio’ apre la possibilita’ sperimentale di accendere e spegnere le interazioni dei neutrini in materia polarizzata. Negli ultimi anni i teorici hanno sottolineato tale peculiarita’ in varie situazioni: A) Sezione d’urto differenziale neutrini Vs elettroni (nuclei) B) Scattering in Avanti dei Neutrini e Campo Magnetico Efficace C) Violazione di CP attraverso esperimenti di EDM e Assioni D) Accoppiamenti Gravito-Magnetici su Particelle Elementari

Scattering di neutrini su elettroni polarizzati Passera , Minkhowski, Valle, Bernabeu, Rasha ……..

Forward Neutrino Scattering : Weak/ E.M Interaction La propagazione di un onda in un mezzo contenente centri di scattering puo’ essere descritta da un indice di rifrazione. L’indice di rifrazione e’ correlato all’ampiezza di scattering in avanti f(0). In un mezzo ottico attivo l’indice di rifrazione per un onda destrorsa e’ diverso da quello di un’onda sinistrorsa. Il potere rotatorio ( rad/cm) di un mezzo con N centri di scattering/cm3 e Lunghezza d’onda Lambda e’ : ( In ottica circa 1 rad/cm) Se ho interazioni con ampiezze di scattering forward in avanti con allora ho effetto “Rotatorio”

L’effetto per il neutrino : Michael,Stodolsky,Langacker,Gelmini Tale effetto e’ presente per le interazioni deboli ed e’ stato osservato Sia sul neutrone ( Ramsey) che sugli Atomi (Bouchiat) = 10^-7 rad/cm L’effetto per il neutrino : Michael,Stodolsky,Langacker,Gelmini ( 1 ) I neutrini esercitano un torque sulla particella di spin s data da : Su Materia Polarizzata e’ come se fosse presente un Campo Magnetico Efficace Attualmente si misurano Campi di 10-^20 T

Targhette Polarizzate & Magnetismo Magnetismo Elettronico e Nucleare Ferromagnetismo Paramagnetismo Diamagnetismo Antiferromagnetismo Interazione Iperfina B locale 10 tesla Grado Polarizzazione Nucleare decine%

Paramagnetismo 1)Elettroni Spaiati in Atomi o Molecole 2)Atomi con Orbitale Interno Non Completo Elementi transizioni e Terre Rare Densita’ elettroniche polarizzate 7*10^22 el/cm3 Campi Magnetici in Materia Tali da Polarizzare Nuclei con gradi di polarizzazione elevati

Cristalli Paramagnetici Scintillanti e Tempi di Rilassameneto Elettronico Cristalli Con Elementi Transizioni E Terre Rare GSO,YAG etc….. 80% saturazione a 1T e 2 K Tempo rilassamento Giorni a bassi campi Attualmente i Bolometri Paramagnetici Presentano le migliori Risoluzioni Energetiche Tra tutti i rivelatori DE = meV / (Hz)^1/2

Misure Magnetiche su GSO = Gd2SiO5 Polarizzazione di circa 7% a 4 Kelvin 4 Tesla Campo Magnetico su nucleo 500 Tesla

Misure di Scintillazione a freddo e Campo Magnetico MCA 22Na PMT H.V. -1125 V Amplifier PC Light pulser GSO Quartz bar magnet Fiber optics B=1T T=300K B=1 T T= 13K

APD Measurements: A) 6 keV cold testing + B) GSO spectral measurements APD T= 300K Ch.numb 440= 1200 el. H.V. 1800 V Pre Amp Selective Amp Fast filter Amp MCA PC APD 6keV source

APD @ 4 Kelvin (13 K) Prima Volta che si dimostra la Possibilita di avere un APD funzionante a 4 K Spettro 660 Kev GSO+ APD

Antiferromagnetismo Molti cristalli Luminescenti Alto Yield MnF2 Bext. Regola Grado Polar.

MnF2 Properties Manganese ha : 5 elettroni spaiati su 25 sullo stato 3d interno + 2 elettroni chimici sul 4s MnF2 possiede il 12 % degli elettroni polarizzati ( 5 / 43 ) Campo Magnetico Interno sotto la temp. Neel = 1,4 Tesla Luminescenza attorno a 600 nm ( APD Silicio ) Electron irradiated crystal

Miniera Non Esplorata Sperimentalmente Possibilita’ di controllare anche gli Spin Nucleari in Sistemi Magnetici Li7 , F19 ,Be9 Nuclei con + alta Sezione d’urto via Nuclear Excitation via Neutral Current Targhette Polarizzate Attive possono Fornire Calorimetri Elettromagnetici Con Campo Magnetico “ Built In “ Targhette ad Alta Densita’ di Polarizzazione e Tempi di Rilassamento Lunghi Per Esperimenti Tipo EDM / Assioni / Long Range Spin-Spin Interaction Miniera Non Esplorata Sperimentalmente

Piano Ricerca 2 Anni: Sezioni : Padova , Cagliari , Trento Studio Combinato Parametri Magnetici e di Risposta alle Radiazioni Ionizzanti Attraverso Luce di Fluorescenza e Stato di Polarizzazione Luce Associata Criostato Liquid Helium con Campo Magnetico 1 T con porta ottica Sezioni : Padova , Cagliari , Trento