О.Г.Ряжская. Нейтрино от коллапсирующих звезд P,, A ? Нейтрино от точечных источников Солнечные нейтрино Группы мюонов Адронный ливень Под землей можно. - презентация

1 О.Г.Ряжская

2 Нейтрино от коллапсирующих звезд P,, A ? Нейтрино от точечных источников Солнечные нейтрино Группы мюонов Адронный ливень Под землей можно изучать космические лучи на основе исследования их проникающей компоненты

3

4 LVD, located in the hall A of the LNGS, is a neutrino observatory mainly designed to study low energy neutrinos from gravitational stellar collapses. It is in operation since 1992, under different larger configurations. The final upgrade took place in 2001, when LVD became fully operational, with an active mass M=1000 t. LVD consists of an array of 840 scintillator counters and arranged in a compact and modular geometry. 1m 1.5m

5 Вращающийся коллапсар Вид сбоку Через 5 часов Модель двухступенчатого гравитационного коллапса [Имшенник В.С., Space Sci Rev, 74, (1995)] В течение ~5h гравитационные волны уносят угловой момент J Взрыв SN 1987A! Взрыв при M M sun M 2 уменьшается M 1 растет => коллапс LSD

6 Взрыв звезды малой массы М 2 и коллапс звезды большой массы М 1 могут происходить не одновременно. В связи с этим возможно получить три нейтринных всплеска. Взрыв звезды малой массы М 2 и коллапс звезды большой массы М 1 могут происходить не одновременно. В связи с этим возможно получить три нейтринных всплеска. Для рассмотрения возможности генерации нейтрино в момент взрыва звезды малой массы необходимо измерить сечение взаимодействия при энергии ядра ~300 МэВ. Этот эксперимент планируется провести в 2006 г. в ОИЯИ (Дубна). Для рассмотрения возможности генерации нейтрино в момент взрыва звезды малой массы необходимо измерить сечение взаимодействия 56 Fe+ 56 Fe при энергии ядра ~300 МэВ. Этот эксперимент планируется провести в 2006 г. в ОИЯИ (Дубна).

7 T c ~5x10 12 K T c ~5x10 10 K The difference of neutrino emission in the standard model and in the model of rotating collapsar. The main reaction:

8 Detector Depth m.w.e Mass, ktons Thre- shold, MeV Efficiency Number of events Back- ground s -1 Arteomovsk ASD Russia C n H 2n Baksan BUST Russia (0.2) C n H 2n (67) 1.4 (2.2) 2.8 (4.3) (0.033) KamLAND USA Japan C n H 2n ~ Gran Sasso LVD Italy, Russia Fe 1.1 C n H 2n 4 – < 0.1 Kamioka Super-K Japan, USA H 2 O SNO Canada H 2 O 1 D 2 O

9 Результаты LVD: нейтроны n th p n np-capture (2.2MeV) (~7MeV) p n th 0 n e+e-e+e- - + один. мюон =0.155 пучок мюонов (k) =0.547 на 1 мюон (k=3.54) =0.154 каскад =2.03 Возможность зарегистрировать редкое событие в значительной степени зависит от фоновых условий. Важный источник фона - нейтроны. ANS LVD E n >20MeV Mont Bl ANS LVD E n >0MeV 0.75 (R.Z.,1965)

10 Одиночные события Множественные события

11 мюоны 0-4 MeV 4-12 MeV N. of ev. нейтр он Nn/e v.Nn/e v. n Fe,sc ( cm 2 /g)n Fe,sc ( cm 2 /g) n sc (cm 2 /g)n sc (cm 2 /g) Одиноч.1µ Мюонные пучки k µ (k=3.54) Каскады Всего δ=0.07 На 1 (все процессы)

12 Распад d =2.22 s Распад =2.04 s Захват Распад d =2.22 s Распад =0.206 s Захват Регистрация: Получение зарядового отношения мюонов для E>1 ТэВ остановка µ + в сцинтилляторе остановка µ + в железе остановка µ - в сцинтилляторе остановка µ - в железе 100% 90.9% 7.6% 100% 9.1% 92.4%

13 Счетчик вне - трека Fe Регистрация захвата - - nFe -захват np - capture P P n n n th (~7MeV) (2.2MeV)

14 регистрация + распада + + E NeNe

15 Данные первой башни восстановленных трека одиночных мюонов (ожидалось 172 остановки) 8887 не восстановленных трека 47 of 72 внутренних счетчика 2 го, 3 го,4 го уровня распады в сцинтилляторе 36 ~ 40% ~ 40% распады + в железе 10 ~ 20% ~ 20% захваты в железе 4 ~ 10% ~ 10%

16 Цепь распада радона: Спектр гамма- квантов 214 Bi: Gamma- quantum energy, MeV Amount of quanta per 100 nuclei of Bi

17 Корреляция LVD-Радометр Radon meter LVD counts Maximum correlation: when LVD data go with delay of 2 hours to Radonmeter

18 Дневные и недельные модуляции

19 Калибровка, темп счета событий на уровне нижнего порога и система вентиляции Comparison of low threshold counting rate between 2001 & 2005 Variation of 6.91±0.26 Bq/m 3 in 222 Rn concentration leads to average variation of 1 Hz in LVD low threshold counting rate.

20 Rome 4.5 R Teramo 2.6 R

21 LVD:В течение 13 лет гравитационных коллапсов в Галактике и Магеллановых облаках не обнаружено. Верхний предел частоты коллапсов, в том числе скрытых (без сброса оболочки) в этих галактиках на 90% уровне достоверности составляет 0,17 события в год. LVD:В течение 13 лет гравитационных коллапсов в Галактике и Магеллановых облаках не обнаружено. Верхний предел частоты коллапсов, в том числе скрытых (без сброса оболочки) в этих галактиках на 90% уровне достоверности составляет 0,17 события в год. С учетом данных детекторов «Коллапс», БПСТ, LSD и LVD верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше одного события в 12 лет на 90% уровне достоверности. С учетом данных детекторов «Коллапс», БПСТ, LSD и LVD верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше одного события в 12 лет на 90% уровне достоверности. Изучены характеристики нейтронных потоков, генерируемых мюонами КЛ под землёй: измерены энергетический спектр нейтронов до энергий ~300 МэВ; пространственное распределение на расстоянии вплоть до 22 метров от трека мюонов. Изучены характеристики нейтронных потоков, генерируемых мюонами КЛ под землёй: измерены энергетический спектр нейтронов до энергий ~300 МэВ; пространственное распределение на расстоянии вплоть до 22 метров от трека мюонов.

22 Определена величина удельного выхода нейтронов на г/см 2 пути мюона для одиночных мюонов. С учетом генерации ядерных и электромагнитных каскадов величина выхода нейтронов на 1 мюон составляет Определена величина удельного выхода нейтронов на г/см 2 пути мюона для одиночных мюонов. С учетом генерации ядерных и электромагнитных каскадов величина выхода нейтронов на 1 мюон составляет Экспериментальные данные, полученные с помощью детектора LVD совместно с результатами, полученными на глубинах 25, 316, 570 м.в.э. на АНС ИЯИ и LSD (глубина 5700 м.в.э.) подтверждают теорию генерации ядерно–активной компоненты под землей, разработанную в гг. Экспериментальные данные, полученные с помощью детектора LVD совместно с результатами, полученными на глубинах 25, 316, 570 м.в.э. на АНС ИЯИ и LSD (глубина 5700 м.в.э.) подтверждают теорию генерации ядерно–активной компоненты под землей, разработанную в гг. Определено зарядовое отношение мюонов космических лучей высоких энергий Определено зарядовое отношение мюонов космических лучей высоких энергий Изучаются вариации концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD с целью выделения радоновых предвестников землетрясений из фона. Изучаются вариации концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD с целью выделения радоновых предвестников землетрясений из фона..