LVD H=3650 m.w.e.

Hmin=3650 m.w.e. <E>=280 GeV Eth = 2.2TeV at sea level-rate (1 tower)~ 120 h-1

Stopping muon rate (1 counter) 0.7510-3

- 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

1m

1m

1,5m

L-shapetrackingsystem

Module – portatank,

8 sc

До сих пор для поиска и регистрации нейтринного излучения использовались черенковские (H2O) и сцинтилляционные (С2H2n) 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.

2.2n p d E МэВ

2 44 2~ 9.3 10e p e

E см 0.5

eE МэВ

e~

e~

nepе ~

Как зарегистрировать поток нейтрино от коллапсирующих звезд?

Специфическая роспись события

Реакции для сцинтилляционных и черенковских детекторов: Реакции для сцинтилляционных и черенковских детекторов: 2n nС H 2H O

e p e n 2 44 2~ 9.3 10e p e

E см

e ee e 2 45 2~ 9.4 10eee

E см

i ie e 2 45 2~ 1.6 10iie

E см

i ie e 2 45 2~ 1.3 10iie

E см

12 12* 15.1C C МэВ 12 (15.1 )С МэВ

0.5e

E МэВ

1.3e

E E МэВ

eNCe1212

eC12

eBCe1212~

~12 eC

МэВEthr 34.17 мс9.15

МэВEthr 4.14 мс3.29

242,

242

1023.1)20(

10066.0)10(

смМэВЕ

смМэВE

е

ee

Two different Two different discrimination channelsdiscrimination 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

T

i Ethr

iiiMdEEEI

RN )()(

4

1~

2

А

t

Регистрация вспышки с N импульсами в коротком временном интервале T

Модель двухстадийного коллапса[Imshennik V.S., Space Sci Rev, 74, 325-334 (1995)]

12 MM

222 , JM

12 111, JM

Вращающийся Вращающийся коллапсарколлапсар

~,

e

Вид сверху

Вид сбоку

Спустя 5 часов

Tc~5x1012

KTc~5x1010

K

The difference of neutrino emission in the standard model and in the model of rotating

collapsar.

MeVE

MeVE

MeVE

e

e

)2520(

10

12

~,,~,

~

The main reaction:

MeVE

nep e

)4030(

e~

~

~ 314106.2~ cmg

erg53~, 103.5 erg

eee

52~, 109.8

ee

ee

e

Живое время работы детектора 98%

В течение 1В течение 144 лет лет гравитационных коллапсов гравитационных коллапсов в Галактике и в Галактике и Магеллановых облаках не Магеллановых облаках не обнаружено. Верхний обнаружено. Верхний предел частоты коллапсов, предел частоты коллапсов, в том числе скрытых (без в том числе скрытых (без сброса оболочки) в этих сброса оболочки) в этих галактиках на 90% уровне галактиках на 90% уровне достоверности составляет достоверности составляет 0,17 события в год.0,17 события в год.

С учетом данных детекторов «Коллапс», С учетом данных детекторов «Коллапс», БПСТ, БПСТ, LSDLSD и и LVD (LVD (полное время работы полное время работы 28 лет) верхний предел частоты 28 лет) верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше одного коллапсов в Галактике меньше одного события в 1события в 144 лет на 90% уровне лет на 90% уровне достоверности.достоверности.

LVDSNO

SK

BNLBNLserverserver

Alarm to scientificcommunity

SuperNova Early Warning System

ДетекторДетектор ГлубинаГлубина м.в.э.м.в.э. Масса, ктМасса, кт ПорогПорог

МэВМэВ

ЭффективностьЭффективность Ожидаемое количество событийОжидаемое количество событий

Фон, сФон, с-1-1

ηnηγ

Стандартная модель Стандартная модель [I][I] Модель вращ. колл.Модель вращ. колл.

ννiiee-- ννiiCC ννeeAA ννeeCC

АртёмовскАртёмовскАСДАСД, Россия, Россия

570 0,105 CnH2n 55 0,970,97 0,80,8 0,850,85 57 2,1 9,519* 9**

0,160,16

Баксан Баксан БПСТБПСТ, , РоссияРоссия

8500,13 (0,2)

CnH2n1010 0,60,6 0,20,2

45(67)

1,4(2,2)

2,8(4,3)

5* (8)3** (4)

0,0130,013(0,033)(0,033)

KamLANDKamLAND, , США-ЯпонияСША-Япония

27001

CnH2n~4~4 0,90,9 500 22 85

180*80**

Gran SassoGran SassoLVDLVD, Италия-, Италия-

РоссияРоссия3300

0,95 Fe1 CnH2n

4-64-6 0,90,9 0,60,6 0,50,555 500 22 55

250*100**

<0,1<0,1110*50**

KamiokaKamiokaSuper-KSuper-KЯпонияЯпония, , СШАСША

2700 22,5 H2O 5,55,5 0,0,99 9400 400650*

<160**

SNOSNO, Канада, Канада 60001,4 H2O

1 D2O55 0,90,9

700 16600*

350**

( )

e

e е

p

D D

* Количество событий для Eν = 40 МэВ

e

** Количество событий для Eν = 30 МэВ

nth

p

n

np-capture

(2.2MeV)

(~7MeV)p

nth0

n

e+e-

-

+

один. мюон <n>=0.155

пучок мюонов (k) <n>=0.547

на 1 мюон (k=3.54) <n>=0.154

каскад <n>=2.03

Возможность зарегистрировать редкое событие в значительной степени зависит от фоновых условий. Важный источник фона - нейтроны.

ANS

ANSLVD En>20MeV

Mont Bl

ANS

LVDEn>0MeV

<n>∞<Eµ>0.75 (R.Z.,1965)

• Single events

Multiple events

Удельный выход нейтроновУдельный выход нейтроновмюонымюоны 0-4 0-4

MeVMeV4-12 4-12 MeVMeV

N. of ev. N. of ev.

нейтроннейтронNn/evNn/ev nnFe,scFe,sc

((cmcm22/g)/g)

nnsc sc

(cm(cm22/g)/g)

Одиноч.Одиноч.1µ1µ

7229472294

57045704 11241124 68286828 0.1550.155 3.063.061010-4-4 1.841.841010-4-4

Мюонные Мюонные пучкипучки

2350223502

66116611 12111211 78227822 0.5470.547 10.8510.851010-4-4 6.516.511010-4-4

kkµµ (k=3.54)(k=3.54)

8326483264

0.1540.154 1.841.841010-4-4

КаскадыКаскады

1960319603

2059720597 35803580 2417724177 2.032.03 -- --

ВсегоВсего

116710116710

3342333423 61486148 3957139571 0.5570.557 11111010-4-4 6.66.61010-4-4

На 1 (все процессы) 4.3810-4

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

~/

Счетчик вне - трека

Fe

Регистрация захвата

0t

s

MeV

2.0

102.0

s

n

n 180~

--

nFe -захват

np - captureP

P

n n

nth

nth

(~7MeV)

(2.2MeV)

~ ee++

регистрация + распада

0t

s

MeVe

22.2

8.520

MeVEsed 8.52,22.2 max

MeVE prob

e37

Проект INFN-CERN утвержден в 1999, запуск пучка – 19 августа 2006.

Расстояние CERN – GS 739 кмТемп счета мюонов

от -пучка

150150 мюонов в день

-- излучение излучение

-частицы-частицы

Дневные и недельные модуляции

LVD:LVD:В течение 1В течение 144 лет гравитационных коллапсов в лет гравитационных коллапсов в Галактике и Магеллановых облаках не обнаружено. Галактике и Магеллановых облаках не обнаружено. Верхний предел частоты коллапсов, в том числе скрытых Верхний предел частоты коллапсов, в том числе скрытых (без сброса оболочки) в этих галактиках на 90% уровне (без сброса оболочки) в этих галактиках на 90% уровне достоверности составляет 0,17 события в год.достоверности составляет 0,17 события в год.С учетом данных детекторов «Коллапс», БПСТ, С учетом данных детекторов «Коллапс», БПСТ, LSDLSD и и LVD LVD верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше верхний предел частоты коллапсов в Галактике меньше одного события в 1одного события в 144 лет на 90% уровне достоверности. лет на 90% уровне достоверности.Изучены характеристики нейтронных потоков, Изучены характеристики нейтронных потоков, генерируемых мюонами КЛ под землёй: измерены генерируемых мюонами КЛ под землёй: измерены энергетический спектр нейтронов до энергий энергетический спектр нейтронов до энергий ~~300 МэВ; 300 МэВ; пространственное распределение на расстоянии вплоть до пространственное распределение на расстоянии вплоть до 22 метров от трека мюонов. 22 метров от трека мюонов.

Определена величина удельного выхода нейтронов на г/смОпределена величина удельного выхода нейтронов на г/см22 пути мюона для одиночных мюонов. С учетом генерации пути мюона для одиночных мюонов. С учетом генерации ядерных и электромагнитных каскадов величина выхода ядерных и электромагнитных каскадов величина выхода нейтронов на 1 мюон составляет нейтронов на 1 мюон составляет

Экспериментальные данные, полученные с помощью Экспериментальные данные, полученные с помощью детектора детектора LVDLVD совместно с результатами, полученными на совместно с результатами, полученными на глубинах 25, 316, 570 м.в.э. на АНС ИЯИ и глубинах 25, 316, 570 м.в.э. на АНС ИЯИ и LSDLSD (глубина (глубина 5700 м.в.э.) подтверждают теорию генерации ядерно–5700 м.в.э.) подтверждают теорию генерации ядерно–активной компоненты под землей, разработанную в 1964-65 активной компоненты под землей, разработанную в 1964-65 гг.гг.

Получена предварительная величина зарядового состава Получена предварительная величина зарядового состава потока мюонов (на статистике 72 тыс.)потока мюонов (на статистике 72 тыс.)

Изучаются вариации концентрации радона в подземном Изучаются вариации концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD с целью выделения помещении эксперимента LVD с целью выделения радоновых предвестников землетрясений из фона. радоновых предвестников землетрясений из фона.

.

4.03.02.1/

14 )(1038.4 2

смг

сцn

структураструктура1.1. Описание детектораОписание детектора

2.2. Основные результатыОсновные результаты

2.12.1 Нейтрино от гравитационных коллапсовНейтрино от гравитационных коллапсов2.22.2 Работа в Работа в SNEWSSNEWS2.32.3 Нейтроны от мюоновНейтроны от мюонов2.42.4 Отношение мю+/-Отношение мю+/-2.52.5 Мониторинг пучка мюонных нейтрино из Мониторинг пучка мюонных нейтрино из CERN’aCERN’a2.62.6 Концентрация радона в экспериментальном зале Концентрация радона в экспериментальном зале LVDLVD

3.3. ЗаключениеЗаключение