LVD H=3650 m.w.e. H min =3650 m.w.e. =280 GeV E th = 2.2TeV at sea level -rate (1 tower)~ 120 h -1 Stopping muon rate (1 counter) 0.75 10 -3 - trigger: - презентация

1

2 LVD H=3650 m.w.e.

3 H min =3650 m.w.e. =280 GeV E th = 2.2TeV at sea level -rate (1 tower)~ 120 h -1 Stopping muon rate (1 counter) trigger: ε 40 MeV, 2 sc Data taking trigger: th =4MeV (inner counters) th =7MeV (4МeV) (external counters) Event duration – 1 ms, th =0.6MeV (inner counter) E–resolution: ~30% =1-5MeV ~20% 5 MeV t–resolution: ~70 ns

4 1m 1,5m L-shape tracking system Module – portatank, 8 sc

5 До сих пор для поиска и регистрации нейтринного излучения использовались черенковские (H 2 O) и сцинтилляционные (С 2 H 2n ) детекторы, способные регистрировать преимущественно.Этот выбор естественен и связан с большим сечением взаимодействия с протоном. Как впервые показано в работе Г.Т.Зацепина, О.Г. Ряжской, А.Е.Чудакова (1973), можно использовать протон как захватчик нейтрона с дальнейшим образованием дейтерия (d) и с испусканием - кванта с временем 180 – 200 мкс. Как зарегистрировать поток нейтрино от коллапсирующих звезд? Специфическая роспись события

6 Реакции для сцинтилляционных и черенковских детекторов:

7 Two different discrimination channels 1.High energy threshold at HET=7 MeV for the external counters (43%), and at HET=4 MeV for internal ones (57%) better shielded from rock radioactivity 2.All counters are equipped with an additional discrimination channel set at a lower threshold, LET=0.8 MeV which is active for 1 ms after HET pulse, for the detection

8 T А t Регистрация вспышки с N импульсами в коротком временном интервале T

9 Модель двухстадийного коллапса [Imshennik V.S., Space Sci Rev, 74, (1995)] Вращающийся коллапсар Вид сверху Вид сбоку Спустя 5 часов

10 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:

11 Живое время работы детектора 98% В течение 14 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 (полное время работы 28 лет) верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше одного события в 14 лет на 90% уровне достоверности.

12 LVD SNO SK BNLserver Alarm to scientific community SuperNova Early Warning System

13 Детектор Глубина м.в.э. Масса, кт ПорогМэВ Эффективность Ожидаемое количество событий Фон, с -1 ηnηn ηγηγ Стандартная модель [I] Модель вращ. колл. νie-νie-νie-νie- νiCνiCνiCνiC νeAνeAνeAνeA νeCνeCνeCνeC Артёмовск АСД, Россия 570 0,105 C n H 2n50,970,80,85 572,19,5 19* 9**0,16 Баксан БПСТ, Россия 850 0,13 (0,2) C n H 2n100,60,2 45 (67) 1,4 (2,2) 2,8 (4,3) 5* (8) 3** (4)0,013(0,033) KamLAND, США-Япония C n H 2n~40, * 80** Gran Sasso LVD, Италия- Россия ,95 Fe 1 C n H 2n4-60,90,6 0, * 100**

14 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)

15 Single events Multiple events

16 Удельный выход нейтронов мюоны 0-4 MeV 4-12 MeV N. of ev. нейтрон Nn/ev Nn/ev 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 На 1 (все процессы)

17 Зарядовый состав (положительный избыток) космических лучей в области энергий 10 TeV. Исследование зарядового состава останавливающихся мюонов под землей по распадам + в железной структуре LVD -отношение атмосферных нейтрино

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

19 Проект INFN-CERN утвержден в 1999, запуск пучка – 19 августа Расстояние CERN – GS 739 км Темп счета мюонов от -пучка мюонов в день

20 - излучение - излучение -частицы -частицы Дневные и недельные модуляции

21 LVD:В течение 14 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 14 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.

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 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. Получена предварительная величина зарядового состава потока мюонов (на статистике 72 тыс.) Изучаются вариации концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD с целью выделения радоновых предвестников землетрясений из фона..

23

24 структура 1.Описание детектора 2.Основные результаты 2.1Нейтрино от гравитационных коллапсов 2.2Работа в SNEWS 2.3Нейтроны от мюонов 2.4Отношение мю+/- 2.5Мониторинг пучка мюонных нейтрино из CERNa 2.6Концентрация радона в экспериментальном зале LVD 3.Заключение