RRivelazione Acustica PParticelle
A bassa temperatura e in Superconduttori
• Sommario problematica e risultati Nautilus
• Attivita’ svolta
• Programma del prossimo anno
is the Gruneisen "constant”
C is the specific heat
Cosmic ray in the bar:Thermo Acoustical Conversion
under the hypothesis that all the deposited energy, is converted in a local heating of the medium:
δ T =
δ E
ρ CV0
δ p = γδ E
V0
γ =α Y
ρ C
4 Kelvin
Superc
Alcune misure suggeriscono un valore alto per
Al Superconduttore
Valori di per Alluminio a bassa temperatura
Fascio elettroni
Stato Effetto Raggi cosmici in Nautilus
• 1999 scoperta dell’effetto, Phys Rev Letters 84 (2000)
• 2000 scoperta di segnali molto piu’ grandi del previsto in una frazione degli eventi Phys Letters B 2001
• 2001 segnali grandi scompaiono a T>1 Kelvin (Al non superconduttore), restano i segnali “normali” Phys Letters B 2002
Fenomelogia simile a quella usata per la rivelazione acustica nell’esperimento
PICASSO
Due modi per rivelare il segnale dei raggi
cosmici
1) Ricerca di coincidenze tra rivelatore raggi cosmici e eventi antenna gravitazionale, in tal caso bisogna superare la soglia per iI riconoscimento degli eventi sull’antenna gravitazionale
2) Analisi a zero soglia sommando i dati in uscita dall’antenna, mettendoli in fase con i tempi degli eventi nel rivelatore di raggi cosmici
Analisi zero soglia dati Al a T>1 Kelvin
Segnale calcolato da densita particelle
Seg
nale
in N
autil
us
fit retta passante per 0 Chi2 =13.3
Chi2=42.4 per ipotesi segnale rivelato=0
Pendenza=0.85±0.16(stat)±0.42(syst)
NAUTILUS 1.5 KAnalisi zero soglia
in funzione densita’ particelle nello sciame (Al non Superc)
Conclusione =1.5±0.4 in accordo con le misure dirette a 4 K e modello termoacustico valido
Risultati ricerca coincidenze 1998
2001
Coincidences backgr hoursrate (ev/day)Sep-Dec1998 12 0.47 2002 0.1382Feb-Jul 2000 9 0.42 707 0.2913
Total Superc Alluminium 21 0.89 2709 0.1782 ±0.04
Aug 2000-Dec 2000 0 0.03 118 -0.0061Mar-Sept 2001 1 0.42 2003 0.0069
Tot non Superc Alluminium 1 0.45 2121 0.0062 ±0.011
T =0.15 kelvin up to Jul 2000, After August 2000 T>1.1 Kelvin Coincidence window ± 0.1 sNAUTILUS Teff < 5 mkCR events with particle density > 300 part./m2Tsignal > 19.5 Teff
Nautilus segnali anomali scomparsi a 1.5 Kelvin
Raggi cosmici in Explorer (≈2 Kelvin)
Coincidences backgr hoursrate (ev/day) errore>300 part/m2 9 9 1718.4 0 0.0419
>1000 part /m2 7 1.5 1718.4 0.0768 0.037
Dati al 14/8/2002
• leggero eccesso di coincidenze
• nessun evento di grande ampiezza(Kelvin)
RAP Study of this effect in a controlled environment
• of interest to understand the limitations in the sensitivity of the gravitational bar detector (not a problem for the current sensitivity)
• of general interest to understand the effect of particles on a superconductive device
• we plan to repeat the NIKHEF experiment at temperature < 1 Kelvin, using the Dafne Linac ( 800 MeV electron beam) in Frascati
Device:• small cylindrical antenna with piezoelectric readout in a cryostat with a dilution refrigerator
sensitivity < 1 Kelvin
Stato di RAP
• finanziato a Febbraio 2002
• criostato arrivato
• avviata la costruzione del sostegno del criostato, fatto in modo da montare l’apparato, senza l’uso di carri ponte particolari (per poter usare fasci di particelle diversi dalla BTF, se servisse)
• refrigeratore a diluizione ordinato; costo maggiore del previsto, usato fondi universitari (Tor Vergata)
• messa a punto del fascio della BTF
Info: http://www.lnf.infn.it/acceleratori/btf
BTF- CommissioningFebruary 2002:
First beam on the flagFirst few electrons spectrum on the calorimeter
Numero elettroni
Attivita’ 2003
Completamento commissioning BTF per avere >10000 elettroni/burst
Misure sul fascio a temperatura ambiente
Completamento parte criogenica