ГАЛЛЕКС

GALLEX или Галлиевый эксперимент — радиохимический эксперимент по обнаружению нейтрино , который проводился в период с 1991 по 1997 год в Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS). Этот проект был реализован международным сотрудничеством французских, немецких, итальянских, израильских, польских и американских ученых под руководством Института Кернфизики Макса Планка в Гейдельберге. После непродолжительного перерыва эксперимент был продолжен под новым названием GNO ( Gallium Neutrino Observatory ) с мая 1998 года по апрель 2003 года.

Он был разработан для обнаружения солнечных нейтрино и доказательства теорий, связанных с механизмом создания солнечной энергии. До этого эксперимента (и эксперимента SAGE , который проводился одновременно) не наблюдалось солнечных нейтрино низкой энергии.

Расположение

Основные компоненты эксперимента, резервуар и счетчики, были расположены в подземной астрофизической лаборатории Laboratori Nazionali del Gran Sasso в итальянской провинции Абруццо , недалеко от Л'Акуилы высотой 2912 метров , и расположенной внутри горы Гран-Сассо . Его место под скалой на глубине 3200 метров воды было важно для защиты от космических лучей . До этой лаборатории можно добраться по шоссе А-24, которое проходит через гору.

Детектор

54-м ³ Бак детектора был заполнен 101 тонной раствора трихлорида галлия - соляной кислоты , который содержал 30,3 тонны галлия. Галлий в этом растворе выступил в качестве мишени для нейтрино-индуцированной ядерной реакции , в результате которой он превратился в германий посредством следующей реакции:

п _е + ⁷¹Здесь → ⁷¹Дай + е ⁻.

Порог обнаружения нейтрино этой реакцией очень низок (233,2 кэВ), и это также является причиной выбора галлия: другие реакции (например, хлор -37) имеют более высокие пороги и, следовательно, не могут обнаружить нейтрино низкой энергии. Фактически, низкий энергетический порог делает реакцию с галлием подходящей для обнаружения нейтрино, испускаемых в начальной реакции слияния протонов протон -протонной цепной реакции , которые имеют максимальную энергию 420 кэВ.

Полученный германий-71 химически извлекался из детектора и переводился в германий ( ⁷¹ГеН ₄ ). Его распад с периодом полураспада 11,43 дня был обнаружен счетчиками. Каждый обнаруженный распад соответствовал одному обнаруженному нейтрино.

Результаты

В период 1991-1997 годов детектор измерил скорость захвата 73,1 SNU ( единиц солнечных нейтрино ). Последующий эксперимент GNO выявил коэффициент захвата 62,9. ^{[ 1 ]}

Скорость нейтрино, обнаруженная в этом эксперименте, не согласовывалась со стандартными предсказаниями солнечной модели . Благодаря использованию галлия это был первый эксперимент по наблюдению солнечных первичных pp-нейтрино. Другим важным результатом стало обнаружение меньшего числа нейтрино, чем предсказывала стандартная модель ( проблема солнечных нейтрино ). После калибровки детектора количество не изменилось. Это несоответствие с тех пор было объяснено: такие радиохимические детекторы нейтрино чувствительны только к электронным нейтрино, а не к мюонным нейтрино или тау-нейтрино , следовательно, несоответствие объясняется нейтринными осцилляциями электронных нейтрино, испускаемых Солнцем и направляющихся к Земле.

Результаты GALLEX вместе с SAGE , а затем подтвержденные экспериментом BEST, показали дефицит ожидаемого распада ${}^{71}{\text{Ga}}+\nu _{e}\rightarrow e^{-}+{}^{71}{\text{Ge}}$ это было названо аномалией галлия .

Другие эксперименты

Первое обнаружение солнечных нейтрино, эксперимент Хоумстейк , использовало хлор -37 для обнаружения нейтрино с энергией до 814 кэВ.

После закрытия GALLEX в апреле 1998 года в LNGS был запущен проект-преемник — Галлиевая нейтринная обсерватория или GNO. ^{[ 2 ]} Проект продолжался до 2003 года.

Аналогичным экспериментом по обнаружению солнечных нейтрино с использованием жидкого галлия-71 стал российско-американский галлиевый эксперимент SAGE .

Ссылки

^ Гаврин, Владимир Н. (2011). «Русско-американский галлиевый эксперимент SAGE». Успехи физики . 54 (9): 941–949. Бибкод : 2011PhyU...54..941G . дои : 10.3367/УФНе.0181.201109г.0975 .
^ GNO (Галлиево-нейтринная обсерватория). Архивировано 1 октября 2018 г. в Wayback Machine , октябрь 2000 г. Проверено 1 октября 2018 г.

Внешние ссылки

Эксперимент ГАЛЛЕКС

42 ° 25'14 "N 13 ° 30'59" E / 42,42056 ° N 13,51639 ° E / 42,42056; 13,51639

[1] Гаврин, Владимир Н. (2011). «Русско-американский галлиевый эксперимент SAGE». Успехи физики . 54 (9): 941–949. Бибкод : 2011PhyU...54..941G . дои : 10.3367/УФНе.0181.201109г.0975 .

[2] GNO (Галлиево-нейтринная обсерватория). Архивировано 1 октября 2018 г. в Wayback Machine , октябрь 2000 г. Проверено 1 октября 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]