А. Васильев 01.03.2013 1 Отделение физики высоких энергий Эксперимент μSun 2008-2014 гг. Muon Capture on the Deuteron The MuSun Experiment PSI Experiment. - презентация

1 А. Васильев Отделение физики высоких энергий Эксперимент μSun гг. Muon Capture on the Deuteron The MuSun Experiment PSI Experiment R-08-01, spokespersons P. Kammel, C. Petitjean, A. Vasilyev MuSun Collaboration Petersburg Nuclear Physics Institute, University of Washington Seattle Paul Scherrer Institut, University of Kentucky, Boston University Regis University, University of South Carolina Universit´e Catholique de Louvain

2 А. Васильев Motivation + d + n + n + d + n + n Measure rate d in d() atom to < 1.5 %Measure rate d in d() atom to < 1.5 % EFT - Effective Field Theory SNPA -potential model calculation

3 А. Васильев Цель и мотивация эксперимента Сопоставив измеренную скорость -захвата с вычисленной рамках EFT, можно будет определить параметры теории, что в свою очередь позволит вычислить с высокой точностью сечения фундаментальных астрофизических реакций: Ядерная реакция синтеза двух протонов идёт на Солнце и является основным источником солнечной энергии и электронных нейтрино. Реакции используются для регистрации потоков нейтрино в нейтринных экспериментах.

4 А. Васильев Кинетика

5 А. Васильев Deuterium conditions Temperature ~30 K for muon-catalysed dd-fusion supression Pressure ~5 bar. Pressure and temperature regime resulted in density 5% of liquid hydrogen (~50 bar at room temperature) for larger event rate. Purity

6 А. Васильев Experiment strategy Lifetime method requires events for both and

7 А. Васильев Cryo_TPC как активная мишень

8 А. Васильев Cryo_TPC

9 А. Васильев New experimental position

10 А. Васильев Остановка мюона в Cryo_TPC

11 А. Васильев Gas Purity Circulating Hydrogen Ultrahigh Purification System (CHUPS) US CRDF 2002, 2005 New: cryo-TPC cryo filter before TPC continuous getter in gas flow for gas chromatography Particle detection in TPC much harder – fusion for MuSun – signal 1 MeV excellent TPC resolution full analog readout tags – p after capture – X-ray protium measurement Rare impurity capture: d + Z d + Z (Z-1)* + MuCap achieved: ~ 10 ppb purity and 0.1 ppb purity monitoring MuSun needs: ~ 1 ppb purity or 0.5 ppb purity monitoring (Z-1)* +

12 А. Васильев Commissioning of CHUPS

13 А. Васильев Прилипание электронов к кислороду 34K 2 ppb 50KQ=3 l/min2 hours

14 А. Васильев Repairing

15 А. Васильев Система охлаждения

16 А. Васильев

17 А. Васильев Установка на пучке

18 А. Васильев Публикации Васильев А. А., Взнуздаев М. Е., Воробьев С. И., Геталов А. Л., Иванов И. Ю., Котов С. А., Кравцов П. А., Надточий А. В., Трофимов В. А. Измерение динамической магнитной воспреимчивости сталей в криогенных условиях. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. Выпуск 3 (79), 2012, с Justin Phillips on behalf MuSun collaboration: Measuring the Rate of Muon Capture in Deuterium. Boston University seminar talk. Boston University, March 23, Xiao Luo on behalf of MuSun Collaboration. MuSun: Muon capture on deuteron. Boston University, April, 27, Claude Petitjean on behalf of MuSun Collaboration. Progress Report.PSI BVR, February-22, Peter Kammel on behalf of MuSun collaboration. APS Atlanta April meeting 2012.

19 А. Васильев Отделение физики высоких энергий Вклад ПИЯФ Установка "Криогенная времяпроекционная камера (CryoTPC)", система охлаждения камеры, система химической очистки рабочего газа, система изотопной очистки рабочего газа, система анализа химической и изотопной чистоты газа, предусилители и шэйперы, cистема SlowControl. Планы 2013-го в ПИЯФ Создание системы калибровки хроматографа на уровне примесей < 1 ppb Создание системы автоматической подачи жидкого азота в элементы системы Создание крио предусилителей Создание криогенного экрана для TPC Планы 2013 в PSI Изотопная очистка дейтерия Подключение к системе блока накопления примесей для последующего анализа Сборка всей системы Проведение сеанса на пучке мюонов Сентябрь-Декабрь 2013