Первые результаты наблюдения 7 Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО Е.А. Литвинович РНЦ «Курчатовский Институт» от имени коллаборации БОРЕКСИНО Сессия. - презентация

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

2 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Содержание: Физическая программа проекта БОРЕКСИНО; Детектор; Особенности сбора данных; Результат по солнечным 7 Be ν.

3 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Физическая программа БОРЕКСИНО Моноэнергетические (Е = 862 кэВ) солнечные 7 Be нейтрино ; pep и CNO нейтрино; Антинейтрино от реакторов; Геонейтрино; Сверхновая (?) + поиск редких процессов за пределами ССМ; Пучок ν μ в рамках проекта CNGS… Скорость счета ν (ССМ+LMA), предсказание для БОРЕКСИНО

4 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Состав коллаборации: 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 : НИИЯФ МГУ, Москва; ОИЯИ, Дубна; ПИЯФ РАН, Гатчина; РНЦ «Курчатовский Институт», Москва; США : Принстонский университет; Технологический университет шт. Вирджиния; Франция : Седьмой Парижский университет.

5 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Лаборатория Гран Сассо (Италия): Корпуса лаборатории

6 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Детектор БОРЕКСИНО: Две 125 мкм нейлоновые сферы: - R=4,25 м; - R=5,5 м (Rn-барьер) 278 т. PC+PPO (1,5 г/л) Стальная сфера (R=6,85 м): ФЭУ; м 3 PC+DMP (5,0 г/л) 2100 м 3 водяной бак: -R=9 м, H=16,9 м; ФЭУ в воде, смотрящих наружу; - защита от μ, γ и n

7 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" ФЭУ

8 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Регистрация ν ν-e рассеяние в жидком органическом сцинтилляторе : Низкий порог регистрации; Хорошее энергетическое разрешение; Хорошая пространственная реконструкция. ОДНАКО… Невозможно определить направление ν ; Н ν события от других β !! ВЫСОЧАЙШИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАДИАЦИОННОЙ ЧИСТОТЕ СЦИНТИЛЛЯТОРА И МАТЕРИАЛОВ ДЕТЕКТОРА !!

9 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" CTF – прототип БОРЕКСИНО 4 т. сцинтиллятора внутри нейлоновой сферы радиусом R=1м, 100 ФЭУ; Опыт CTF в 1996 – 2003 гг. показал, что добиться уровня содержания 238 U и 232 Th в сцинтилляторе порядка – г/г - реально !

10 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заливка детектора БОРЕКСИНО Порядок заливки: Заполнение стальной сферы детектора сверхчистым азотом (LAKN 2 ) (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

11 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заливка детектора БОРЕКСИНО Детектор Завод по очистке воды и сцинтиллятора

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

13 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" 14 C и световыход сцинтиллятора 14 C: (2,7 ± 0,6) · ( 14 C/ 12 C); Фит спектра 14 C (E β max = 156 кэВ); Энерг. разрешение: 10% при 200 кэВ; 8% при 400 кэВ; 6% при 1 МэВ. ~500 ф.электронов/МэВ

14 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Содержание 238 U, 232 Th и 85 Kr в сцинтилляторе 1) 238 U: 214 Bi 214 Po 210 Pb ( 214 Po = 237 мкс) (7,69 МэВ) 2) 232 Th: 212 Bi 212 Po 208 Pb ( 212 Po = 431 нс) (8,78 МэВ) (BR 64%) 3) 85 Kr: 85 Kr 85m Rb 85 Rb ( 85m Rb = 1,46 мкс) (514 кэВ) (BR 0,43%)

15 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Энергетический спектр (ЗДЕСЬ: время набора данных ~0,5 суток) 0,5 МэВ1 МэВ 14 C 210 Po α photoelectrons

16 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Подавление мюонов μ регистрируются как внешним так и внутренним детектором; Скорость счета μ = 0,055 ± 0,002 с -1 подавление μ 1 МэВ

17 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Чувствительный объем Номинально: 100 тонн (R = 3 м); Радиус мишени: 4,25 м (278 тонн сцинтиллятора); Эффективный радиус мишени определялся на основании пространственного восстановления: 14 C; 220 Rn ( τ = 80 с) на поверхности нейлоновой сферы; Внешних γ; Чувствительный объем определялся, как содержащий 35,9% событий. Именно это число соответствует отношению «Чувствительный Объем / Полный Объем»; Пространственное разрешение 13±2 см (при 800 кэВ), 41±6 см (при 140 кэВ).

18 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Спектр за 47,4 дня 11 C 85 Kr + 7 Be ν 14 C 210 Po Чувствительный объем Подавление μ Подавление 214 BiPo и производных от 222 Rn 0,5 МэВ 1 МэВ1,5 МэВ

19 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Фит спектра (без α/β разделения)

20 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" α/β разделение (arXiv: ) Метод основан на отличии форм импульсов α - и β -событий. α β этот график получен во время заливки

21 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Фит с применением α/β разделения

22 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Результат 47 ± 7 стат ± 12 сист 7 Be ν / (сутки · 100 т.)

23 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Сравнение с теоретическими предсказаниями для БОРЕКСИНО: 47 ± 7 стат ± 12 сист соб./(сутки · 100 т.) 75 ± 4 соб./(сутки · 100 т.) без осцилляций 49 ± 4 соб./(сутки · 100 т.) с осцилляциями в области LMA, m 12 2 = 7,92·10 -5 эВ 2, sin 2 θ 12 = 0,314 и BPS07(GS98) 24 Сессия РАН Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заключение Сверхнизкофоновый, массивный нейтринный детектор БОРЕКСИНО приступил к сбору данных в проектном режиме; Спектральные измерения низкоэнергетических (E < 1 МэВ) солнечных нейтрино осуществлены впервые в режиме реального времени; Полученный результат для 7 Be ν находится в согласии с MSW-LMA решением для осцилляций.

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