e
corrente neutra leptonica
urto  e , tra un neutrino del fascio un
elettrone della molecola di freon
e
Z0

Si erano perse nel passato le correnti
neutre?
Si può valutare che in parte il segnale
di corrente neutra sia stato “ucciso” dai
tagli in energia, piuttosto alta, per
evitare i neutroni creati dalle interazioni
dei neutrini con la schermatura della
camera a bolle.
Si pensava che i neutroni invisibili
potessero interagire con i protoni della
camera a bolle, creando un fondo
indistinguibile.

il neutrino continua la sua strada
leggermente deviato, ma invisibile
l’elettrone appare improvvisamente
dal nulla spiraleggiando
si deve controllare che non ci siano
muoni
correnti neutre adroniche
urto  p , tra un neutrino del fascio un
protone o un neutrone della molecola
di freon
cross-section 2000 volte maggiore del
caso leptonico
dopo l’urto il protone molto energetico
produce molti hadroni ( pioni, che
bisogna distinguere dal mu). Bisogna
identificare tutti i secondari
Gargamelle
Both neutral currents (no e or  in final state)
   N     hadrons
   N     hadrons
And charged currents are used
   N     hadrons
   N     hadrons
Any track attributed to muons regarded as CC


Z0
e
e


Z
N
esempi di eventi di corrente neutra
0
X


Z0
N
1971
Weinberg : ¼<rapporto correnti cariche/correnti
neutre<1/8
X
GARGAMELLE
•
The most direct and reliable evidence for a
weak neutral current would be the
observation of neutrino, or anti-neutrino,
scattering from an electron.
•
There was only one possible reaction found,
so the experimental setup was changed to
try and use neutrino induced hadron events
Gargamelle
Neutrinos come from p & K decay produced from collision of
p with nucleus
•Roughly ten times as many
pions as kaons produced
Neutrino Beam
Branching Ratio
•Find
p+
0.999
p+ee
~10-4
K+
0.63
K+ee
~10-5
K+p0
~0.03
K+p0ee
~0.05
N 
N e
 210
schema
del
fascio di
neutrini
a 200
Gev del
CERN
separazione in
energia dei neutrini
provenienti da
decadimento di mu
e di K
neutrino beam
PS
neutrino
beam
La scoperta delle correnti neutre: gargamelle
Ecole Polytechniques, Parigi
gargamelle (circa 1000
tonnellate di rame e acciaio)
camera a bolle al freon
realizzata in 6 anni
gargamelle
GARGAMELLE
nel 1973 è
stata messa in
evidenza la
esistenza di
interazioni di
neutrino, senza
la produzione
di leptoni
carichi ,
prodotti nella
camera a bolle
Gargamelle
dallo stretto
fasscio di
neutrini a
200Gev del
CERN, e, quasi
contemporanea
mente nello
spettrometr del
Fermilab
   e    e
gargamelle,
CERN
HPV,fermilab
   p    p
Gargamelle
Can estimate background hadron signal,
measure neutron stars (associated signal, AS)
– mostly occur in front of bubble chamber
1 2 W 20 4 W
 NC 

  sin   sin   0.21  0.03
27
 CC  2
1 2 W 20 4 W
 NC 

sin   sin   0.45  0.09


9
 CC  2
The results agreed well with the GSW standard model
Gargamelle Results
Though the neutrino scattering from electron
experiments did not provide a large number
of reactions, they did find neutral currents,
such as the historic exposure on the right.
The first direct evidence for a weak neutral
current
e-
e+
Z0
An electron scattered from
a neutrino – CERN 1973
Neutral Currents
Bibliography
Introduction to High Energy Physics, D. H. Perkins, Cambridge 4th edition
The Ideas of Particle Physics, Coughlan and Dodd, Cambridge, 2nd edition
The Experimental Foundations of Particle Physics, Cahn and Goldhaber, Cambridge,
(1993)
http://atlas.web.cern.ch/Atlas/documentation/EDUC/physics10.html - cartoon
F.J. Hasert et al. “Observation of Neutrino-like Interactions without Muon or Electron in
the Gargamelle Neutrino Experiment” Phys. Lett. B, 46, 138 (1973)