Protone p+ p0 p- f e+ e- m+ nm m- e n assorbitore Sciame adronico

Presentazione sul tema: "Protone p+ p0 p- f e+ e- m+ nm m- e n assorbitore Sciame adronico"— Transcript della presentazione:

1 Protone p+ p0 p- f e+ e- m+ nm m- e n assorbitore Sciame adronico Elettroni,fotoni Neutrini, e MU m+ (o m-) (e neutrini,invisibili) P=Protone p = pioni f = fotoni m= mu e= elettroni n= neutrini MISURA DELLA VITA MEDIA DEL MU Spettro Mu: E media 4 GeV fino al TeV Vengono fermati i MU di: 300 ~320 MeV ~ 0,8% del flusso totale Filtro per e +,e-,f ~ 10 cm 170 Hz/m2 Al ~ 2,5 cm (m stopper)

2 EVENTO “STOP” (frequenza tipica== 50~60 Hz)
Piombo ~ 10 cm Alluminio ~ 2.5 cm Scintillatore ~ 1 cm Fotomoltiplicatori m 20 cm 100 cm B1 A1 B2 A2 e C1 C2 B3 A3 B4 A4 EVENTO “START” (frequenza tipica== 1~2 Hz freq. tipica (AnXBn)= 25~30 Hz) (A1x B1)x(A2xB2) x [(A3xB3)+ C1+C2]= particella da sopra arrestata nel 2nd Alluminio EVENTO “STOP” (frequenza tipica== 50~60 Hz) Presenza entro 20 musec di [(A2xB2)+ (A3xB3)] x [ (A2xB2)x(A3xB3) + C1+ C2] = Elettrone da decadimento a riposo di un MU nel 2nd o 3rd scintillatore. La separazione temporale “START-STOP” mostra una distribuzione sovrapposizione di due due esponenziali: uno con tempo di dimezzamento di ~ 800 nanosec (MU-) e uno di ~ 2 musec (MU+). Il MU- ha una vita piu’ breve perche’ puo’ sparire prima di decadere catturato da un nucleo . Il m- viene catturato da un nucleo attraverso P+m- = N+neutrino…quindi si vedono molti meno m- e solo quelli che decadono molto presto (cioe’ m- popola solo la perte iniziale della Distribuzione).

3 MISURA DELLA PARITA’ DEL POSITRONIO (e+ e-)
Gli e+ vengono prodotti dal decadimento di Na22> Ne22 + e+ +neutrino Na22 e+ 99,9% (e+,e-) > 2 gamma di 511 KeV e+ 0,1% Gamma 1247 KeV Ne22 l’ e+ si lega ad un e- del materiale che supporta la sorgente Lo stato (e+,e-) decade in due o tre fotoni. Lo stato fondam. del positronio (l=0) e’ una composizione di Singoletto S=0 (antisimm.) e di tripletto S=1 (simm.) Il singoletto decade in due fotoni (vita media 10 exp -10) il tripletto in tre fotoni (10 exp-7) Quindi il decadimento e’ principalmente in stato di singoletto, a riposo con due fotoni collineari ed opposti. La parita’ del positronio e’ dispari, per conservazione di P I vettori di polarizzazione dei due fotoni sono sul piano perpendicolare all’impulso e tra loro perpendicolari. Na 22 Attivita’ Na22 ~ 400 KB dec./sec,angolo solido 0,8/1000 > ~ 300 Hz per fotomoltiplic. piombo 511 KeV 511 KeV 1247 KeV 20 cm

4 Lo spettro di ampiezza dei segnali di ognuno dei due fotomoltiplicatori mostra il picco a 511
e quello a Ogni segnale e’ filtrato da due discriminatori : deve essere maggiore di A e minore di B. Le coincidenze temporali dei segnali dei due PM isolano il segnale del decadimento cercato. Per misurare la parita’ bisogna rivelare lo stato di polarizzazione dei due gamma. Se subiscono uno scattering Compton in due cubetti di alluminio posti alle estremita’ del canale, la loro direzione di volo sta preferibilmente in un piano perpendicolare al vettore di polarizzazione e1 ed e2 sono i vettori di polarizzazione prima dello scattering, s1 ed s2 le direzioni dei gamma dopo lo scattering Compton. Si fanno due misure :una con I pm sullo Stesso piano (A) e l’altra su due piani a 90 gradi (B) 511 1247 s1 s2 Na22 A B A B e1 e2 s1 s2 Na22 Il calcolo prevede che le frequenze PM1XPM2 (90) e PM1XPM2 (o) siano nel rapporto di ~ 2 Si trova PM1XPM2(90) = 4 milli Hz con un fondo di 2 mHz PM1XPM2 (o)= 1.6 mHz con un fondo di 0,6 mHz