1 / 25

Первые результаты наблюдения 7 Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО

Первые результаты наблюдения 7 Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО. Е.А. Литвинович РНЦ «Курчатовский Институт» от имени коллаборации БОРЕКСИНО ИТЭФ, 30 ноября 2007 г. Содержание:. Физическая программа проекта БОРЕКСИНО; Детектор; Особенности сбора данных;

heaton
Download Presentation

Первые результаты наблюдения 7 Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Первые результаты наблюдения 7Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО Е.А. Литвинович РНЦ «Курчатовский Институт» от имени коллаборации БОРЕКСИНО ИТЭФ, 30 ноября 2007г.

  2. Содержание: • Физическая программа проекта БОРЕКСИНО; • Детектор; • Особенности сбора данных; • Результаты и комментарии к ошибкам. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  3. Физическая программаБОРЕКСИНО: • Моноэнергетические (Е = 862 кэВ) солнечные 7Be нейтрино; • pep и CNO нейтрино; • Антинейтрино от реакторов и Солнца; • Геонейтрино; • Сверхновая (?) … Скорость счета ν (ССМ+LMA), предсказание для БОРЕКСИНО Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  4. Германия: Институт Макса Планка, Гейдельберг; Технический университет Мюнхена; Италия: Отделения Национального института ядерной физики в: Генуе; Милане; Перудже; + Лаборатория Гран Сассо; Польша: Ягеллонский университет, Краков; Россия: ПИЯФ РАН, Гатчина; ОИЯИ, Дубна; НИИЯФ МГУ, Москва; РНЦ «Курчатовский Институт», Москва; США: Принстонский университет; Технологический университет шт. Вирджиния; Франция: Седьмой Парижский университет. Состав коллаборации: Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  5. Лаборатория Гран Сассо: Корпуса лаборатории Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  6. Детектор БОРЕКСИНО: Стальная сфера (R=6,85 м): - 2212 8” ФЭУ; -1350 м3PC+DMP (5,0 г/л) 278 т. PC+PPO(1,5 г/л) • 2100 м3 водяной бак: • R=9 м, H=16,9 м; • 208 ФЭУ в воде, • смотрящих наружу; • - защита от μ, γ и n Две 125 мкм нейлоновые сферы: - R=4,25 м; - R=5,5 м (Rn-барьер) Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  7. Регистрацияν • ν-eрассеяниев жидком органическом сцинтилляторе: • Низкий порог регистрации; • Хорошее энергетическое разрешение; • Хорошая пространственная реконструкция. ОДНАКО… • Невозможно определить направление n; • Невозможно отличить nсобытия от другихb (естественная р/активность). • !! ВЫСОЧАЙШИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАДИАЦИОННОЙ ЧИСТОТЕ СЦИНТИЛЛЯТОРА И МАТЕРИАЛОВ ДЕТЕКТОРА !! Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  8. Требования к р/а чистоте: Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  9. Заливка детектора Завод по очистке воды и сцинтиллятора Детектор Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  10. Заливка детектора • Порядок заливки: • Заполнение стальной сферы детектора сверхчистым азотом(LAKN2) (начало 2006 г.); • Заполнение стальной сферы водой (август– ноябрь 2006 г.); • Вытеснение воды сцинтиллятором(PC+PPO) и PC+DMP и заливка водяного бака (январь – май 2007 г.) • 15 мая 2007 г. – начало сбора данных детектором БОРЕКСИНО в проектном режиме Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  11. Сбор данных • …осуществлялся уже в процессе заливки детектора, а также детектором, заполненным N2и водой (в т.ч. калибровки с р/а источником); • Триггер: срабатывание ≥ 30 ФЭУ (в одноэлектронном режиме) в окне 60 нс; • Мюонный триггер: ≥ 6 внешних ФЭУ в окне 150 нс. • Энергетический порог детектора: ≈60 кэВ; • Для каждого события записывается время относительно триггера (в окне 7,2 мкс) и заряд каждого из сработавших ФЭУ; • Скорость счета детектора: ≈15 Гц (в основном 14C) !! • Статистика: 47,4 суток. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  12. 14C и световыход сцинтиллятора • 14C: (2.7 ± 0.6) · 10-18 (14C/12C); • Фит спектра 14C (Eβ = 156 кэВ); • Энерг. разрешение: • 10% при 200 кэВ; • 8% при 400 кэВ; • 6% при 1 МэВ. ~500 ф.электронов/МэВ Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  13. t = 432.8 нс t = 236 мкс b b a a 212Bi 214Bi 214Po 212Po 210Pb 208Pb Экв. ~1МэВ Экв. ~750 кэВ 3.2 МэВ 2.25 МэВ Содержание 238Uи 232Thв сцинтилляторе 212Bi-212Po При условии векового равновесия, содержание232Th и238Uизмеряется: 212Bi-212Po 214Bi-214Po Всего 3 кандидата 238U: 2·10-17г/г 232Th: 7·10-18г/г Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  14. Энергетический спектр 14C α210Po (НЕ в равновесии с 210Pb) В основном, внешние γ и μ Photoelectrons (ЗДЕСЬ: время набора данных ~1 сутки) Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  15. Подавление мюонов μ подавление μ • μ регистрируются как внешним так и внутренним детектором; • Идентификация μ внутренним детектором основана на анализе временного спектра событий; • Скорость счета μ = 0,055 ± 0,002 с-1 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  16. Чувствительный объем • Номинально: 100 тонн (R = 3 м); • Радиус мишени: 4,25 м (278 тонн сцинтиллятора); • Эффективный радиус мишени определялся на основании пространственного восстановления: • 14C; • 220Rn (τ = 80 с) на поверхности нейлоновой сферы; • Внешних γ; • Тефлоновых диффузоров на поверхности нейлоновой сферы; • Чувствительный объем определялся, как содержащий 35.9% событий. Именно это число соответствует отношению «Чувствит. Объем/Полный Объем»; • Кроме того,для событий в северной полусфере требовалось z<1.8 м – дополнительная защита от 222Rn и его производных в области сев. полюса сферы (следствие заливки детектора «сверху»); • Таким образом, суммарный эффективный чувствительный объем = 87 тонн. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  17. Финальный спектр 210Po (НЕ в равновесии с 210Pb) Подавление μ 14C 85Kr + 7Be ν 11C Чувствительный объем Подавление 214BiPo и производных от 222Rn Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  18. Фит спектра (без α/β разделения) • 1 шаг:Фит в окне 250-800 кэВ, световыход,210Po,σ210Po, 85Kr,CNO+210Bi,7Be ν – свободные параметры; • 2 шаг: Фит в окне 560-800 кэВ, 7Be ν, CNO+210Bi – свободные параметры (остальные параметры зафиксированы со значениями, полученными на предыдущем этапе). Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  19. α/β разделение (arXiv:0705.0239) !! этот график получен во время заливки !! α β Е = 250 ÷ 260 ф/электронов Е = 200 ÷ 210 ф/электронов Параметр Гатти Параметр Гатти Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  20. Фит с применением α/β разделения • Фит в окне: 270-800 кэВ; • Свободные параметры:7Be ν, CNO+210Bi, 85Kr, остаточный 210Po. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  21. Результат 47 ± 7стат±12сист7Beν / (сутки · 100 т.) Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  22. Сравнение с теоретическими предсказаниями для БОРЕКСИНО: 47 ± 7стат ± 12систсоб./(сутки · 100 т.) 75 ± 4соб./(сутки · 100 т.) без осцилляций 49 ± 4 соб./(сутки · 100 т.) с осцилляциями в области LMA, ∆m122=7,92·10-5эВ2, sin2θ12=0,314 и BPS07(GS98) Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  23. NB к ошибкам: • Статистика: • Включает в себя недостаток знания о количестве85Krв сцинтилляторе и отсутствие (на сегодняшний день!) точных калибровок энергетической шкалы детектора; • Систематика: • Включает, в основном, погрешность определения чувствительного объема детектора; • На основании всего45 дней сбора данных, без калибровок детектора с источником, верхний предел на ошибку определен в 25%; • Ошибки могут быть значительно уменьшены на большей статистике при лучшем понимании отклика детектора. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  24. Заключение • Сверхнизкофоновый, массивный нейтринный детектор БОРЕКСИНО приступил к сбору данных в проектном режиме; • Спектральные измерения низкоэнергетических (E < 1 МэВ) солнечныхнейтрино осуществлены впервые в режиме реального времени; • Полученный результат для 7Be νнаходится в согласии с MSW-LMA решением для осцилляций. Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

  25. First real time detection of 7Be solar neutrinos by Borexino, Physics Letters B PLB-D-07-00772R2 (2007) (arXiv:0708.2251) Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ"

More Related