RRivelazione Acustica PParticelle

A bassa temperatura e in Superconduttori

• Sommario problematica e risultati Nautilus

• Attivita’ svolta

• Programma del prossimo anno

is the Gruneisen "constant”

C is the specific heat

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:

δ T =

δ E

ρ CV0

δ p = γδ E

V0

γ =α Y

ρ C

4 Kelvin

Superc

Alcune misure suggeriscono un valore alto per

Al Superconduttore

Valori di per Alluminio a bassa temperatura

Fascio elettroni

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

Segnale calcolato da densita particelle

Seg

nale

in N

autil

us

fit retta passante per 0 Chi2 =13.3

Chi2=42.4 per ipotesi segnale rivelato=0

Pendenza=0.85±0.16(stat)±0.42(syst)

NAUTILUS 1.5 KAnalisi zero soglia

in funzione densita’ particelle nello sciame (Al non Superc)

Conclusione =1.5±0.4 in accordo con le misure dirette a 4 K e modello termoacustico valido

Risultati ricerca coincidenze 1998

2001

Coincidences backgr hoursrate (ev/day)Sep-Dec1998 12 0.47 2002 0.1382Feb-Jul 2000 9 0.42 707 0.2913

Total Superc Alluminium 21 0.89 2709 0.1782 ±0.04

Aug 2000-Dec 2000 0 0.03 118 -0.0061Mar-Sept 2001 1 0.42 2003 0.0069

Tot non Superc Alluminium 1 0.45 2121 0.0062 ±0.011

T =0.15 kelvin up to Jul 2000, After August 2000 T>1.1 Kelvin Coincidence window ± 0.1 sNAUTILUS Teff < 5 mkCR events with particle density > 300 part./m2Tsignal > 19.5 Teff

Nautilus segnali anomali scomparsi a 1.5 Kelvin

Raggi cosmici in Explorer (≈2 Kelvin)

Coincidences backgr hoursrate (ev/day) errore>300 part/m2 9 9 1718.4 0 0.0419

>1000 part /m2 7 1.5 1718.4 0.0768 0.037

Dati al 14/8/2002

• 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- CommissioningFebruary 2002:

First beam on the flagFirst 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