Neutra - INFN Padova

Neutra
Padova Pavia Roma2
Misura della neutralita’ della materia
D(Qe – Qp)
D Qn
DQneut
Un Vecchio Problema mai Risolto :
La quantizzazione della carica
1) Interesse Teorico
2)Metodi sperimentali utilizzati per porre limiti
3) Nostra Proposta di R&d
4) Conclusione e Richieste
Dal Passato (1924) al Presente
La Teoria
• A.Einstein 1924 : D (ele-prot.)e =10^-17 e
spiega campo magnetico terrestre e solare
A.Einstein I Rabi 1947 : Diversa natura ele-prot
Bondi,Hoyle 1957 : Espansione Universo
attraverso D (e-p) 10^-19
M. Goldhaber-Feinberg 1961 : Connessione tra carica elettrica e
Numero Leptonico e Barionico per rendere conto della
non violazione di tale numero nel dec particelle
Okun-Sacharov
1984
: Dq in connessione delle GUT
Se Dq e’ quantizzato allora la natura ha scelto GUT
Mohapatra-Ringwald 2000/2006 :
Se Nu Dirac possibile Dq >0
Se Nu Maiorana allora Dq =0
Levitazione
M.Perl Phy.Rev Lett 2000
Flusso di Gas
Elettro-Acustico
Fasci Atomici
Levitazione Magnetica Morpurgo
Sfere da 10^-4 gr.
10^19 Nucleoni/sfera
Sfera levitante con B
Fatta oscillare con E (t)
Oscillatore Armonico
Lettura Ottica * Feedback
Limiti Misura: 1) Patch Voltage Effect su Elettrodi
2) Effetti di dipolo elettro-magnetici
3) Massa Sfere (nucleoni) frazione di mg
Fasci Atomici : Rabi-Hughes-Chamberlain
Defl.= ( q*E / 2 m v2) *(l1+2l2 )
T fascio = 500 Kelvin
l1 (l1 +2l 2)
Limiti Misura:
1)Numero atomi fascio
2)Dispersione velocita’
3)Beam-beam scattering
4)Omogeneita E
Flusso di Gas : Piccard-Hillas-Cranshaw
Q = Csfera * V
Qtot= Qcap + Qatom
Misuro V Con Gas In-Out
Deionizzatore Gas In-Out
Limiti:
1)Cariche residue
2)Dilatazioni
Meccaniche Sfera
Neutroni ultrafreddi : Kampe-Shapiro
Lunghezza d’onda neutroni 3 nm
Metodo fasci atomici alla Rabi
Campi Elettrici Incrociati per ridurre
sistematici.
Limite attuale
Possibile scendere di 1 ODG
Con neutroni piu freddi
Carica Neutrino
Diretti (scatt. Nu-e low energy) Reines Cowan 10^-10 e
Munu Broggini ??
Indiretti Astrofisici : SN 1987
Cocconi Barbiellini 10^-17 e
CMB ( Sachs Wolfe)
Intergalatic B Field
Sengupta 10^-21e
Silk
10-24 e
Risonatore Elettoacustico : Dylla-King
Qsfera = 1000
Vrms = 3,5 KV
P gas = 1 atm
P s.w. = 10^-2 dyne/cm2
Mic s.= 2000 V cm2/dyn
Calibrazione a f0/2 sulla Polarizzazione
La Letteratura Concorda che e’ il metodo con piu margine di Sviluppo
Proposta di R&D
Gruppi Onde Gravitazionali hanno sviluppato Sfere Cave Alto Q > 10^4
Interferometro per lettura spostamento vibrazione sfera
(Casimir )
Delta X =< 10^-11 m @ 300Hz
Photodiode
10^5 better than Mic.
laser
P gas = 10 atm
Elettrodo HV
Mirror
Cryogenic Operation Possible
Conclusione e Richieste
Si dovrebbe migliorare il limite di circa 3 Ordini di grandezza
Anno 1 : Costuzione e test Q sfera con relativa lettura ottica
Anno 2 : Prova con Gas + Alta Tensione e Stima Sensibilita’
G.Carugno40, G.Sartori50, F.Borghesani100, P.Rossi40, A.Pepato30 (2,6 FTE)
Circa 45 Keuro 2008 35 Keuro 2009
Richieste sezione : 6 mesi Off. Meccanica ,4 mesi Off elettronica
Possibile esperimento per studenti della specialistica