Rivelazione Acustica
Particelle
A bassa temperatura e in
Superconduttori
• Sommario problematica e risultati Nautilus
• Attivita’ svolta
• Programma del prossimo anno
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:
T 
p  g
E
 CV 0
E
V0
Y
g 
C
g is the Gruneisen "constant”
C is the specific heat
Valori di g per Alluminio a
bassa temperatura
4 Kelvin
Fascio elettroni
Superc
Alcune misure suggeriscono un valore alto per
Al Superconduttore
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
NAUTILUS 1.5 K
Analisi zero soglia
in funzione densita’ particelle
nello sciame (Al non Superc)
fit retta passante per 0 Chi2 =13.3
Segnale in Nautilus
Chi2=42.4 per ipotesi segnale rivelato=0
Pendenza=0.85±0.16(stat)±0.42(syst)
Segnale calcolato da densita particelle
Conclusione g=1.5±0.4 in accordo con le
misure dirette a 4 K e modello termoacustico
valido
Nautilus segnali anomali
scomparsi a 1.5 Kelvin
Risultati ricerca coincidenze 1998
2001
T =0.15 kelvin up to Jul 2000, After August 2000
T>1.1 Kelvin
Coincidence window ± 0.1 s
NAUTILUS Teff < 5 mk
CR events with particle density > 300 part./m2
Tsignal > 19.5 Teff
Coincidences backgr
Sep-Dec1998
12
0.47
Feb-Jul 2000
9
0.42
Total Superc Alluminium
21
0.89
hours
rate (ev/day)
2002 0.1382
707 0.2913
2709 0.1782 ±0.04
Aug 2000-Dec 2000
Mar-Sept 2001
Tot non Superc Alluminium
118 -0.0061
2003 0.0069
2121 0.0062 ±0.011
0
1
1
0.03
0.42
0.45
Raggi cosmici in
Explorer (≈2 Kelvin)
Dati al 14/8/2002
>300 part/m2
>1000 part /m2
Coincidences backgr
9
9
7
1.5
hours
rate (ev/day)
errore
1718.4
0 0.0419
1718.4 0.0768 0.037
• 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- Commissioning
February 2002:
First beam on the flag
First 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