POLARIS - INFN Padova

Targhette Polarizzate Attive
( Elettroni / Nuclei )
Fisica Neutrino e Violazioni Parita’
POLARIS
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Fisica del neutrino e Interazioni attraverso SPIN
(EDM, assioni ,gravitomagnetico,…..)
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Targhette Polarizzate Attive Paramagnetiche GSO, CeF…….
Misure eseguite confermano la bonta’ dell’idea
Misurata Scintillazione e Suscettivita’
Piano di Ricerca 2012 - 2013
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Richieste :Finanziarie ,Sezione, F.T.E.
Cristalli Paramagnetici Scintillanti e Tempi di Rilassameneto Elettronico
Cristalli Con Elementi Transizioni
E Terre Rare GSO,YAG etc…..
80% saturazione a 1T e 2 K
Tempo rilassamento
Giorni a bassi campi
Attualmente i Bolometri Paramagnetici
Presentano le migliori Risoluzioni
Energetiche Tra tutti i rivelatori
DE = meV / (Hz)^1/2
Misure Magnetiche su GSO = Gd2SiO5
M (emu/mol GSO)
SQUID_0527 scheggia 0.0030 g M(H)
8.000 10
4
7.000 10
4
6.000 10
4
5.000 10
4
4.000 10
4
3.000 10
4
2.000 10
4
1.000 10
4
0.000 10
0
M teo
M (emu/mole)
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
B (Oe)
Il 7% degli elettroni del GSO
Sono polarizzati a 4 Kelvin 4 Tesla
Campo Magnetico su nucleo Gd 500 Tesla
Misure di Scintillazione a freddo e Campo Magnetico
H.V.
-1125
V
Amplifier
MCA
PC
Light
pulse
r
Fiber optics
PMT
Quartz bar
magnet
20
10
a
680
Counts
Counts
60
B=1T
T=300K
1600
22Na
GSO
a
B=1 T
T= 13K
30
0
0
0
0
1000
2000
Channel
500
1000
Channel
1500
APD Measurements: A) 6 keV cold testing + B) GSO spectral measurements
Source (6 keV)
60
440
Counts
APD T= 300K
Ch.numb 440= 1200 el.
Peak 440ch:
height = 38.24
center = 440
HWHM = 67.64
3029
Pulse:
f = 20 Hz
t = 1 s
A = 200 mV
30
6keV
source
0
0
1000
2000
Channel
APD
PC
MCA
H.V.
1800 V
Pre Amp
Selectiv
e
Amp
Fast filter
Amp
3000
APD @ 4 Kelvin (13 K)
6 keV source
APD at cold: Tplate = 13.8 K
4424
Integr.time = 500 ns
coarse gain = 100
fine gain = 1
3871
Prima Volta che si dimostra la
Possibilita di avere un APD funzionante a 4 K
Data: Data1_B
Model: ExpGro1
Equation: y = A1*exp(x/t1) + y0
Weighting:
y
No weighting
2765
2212
Chi^2/DoF
= 26408.65802
R^2
= 0.99339
1659
y0
A1
t1
131.14148
1.3357E-14
33.4475
±121.77834
±5.794E-14
±3.58888
1106
553
1200
1225
1250
1275
1300
1325
1350
APD Voltage
662 keV source
is about 1190 channel
APD Volt = 1800V
sh.time1=500 ns
600
sh.time2=500 ns
Counts
Gain
3318
Spettro 660 Kev GSO+ APD
400
200
0
0
500
1000
Channel
1500
Piano Ricerca per i prossimi 2 Anni:
Oltre Luce vogliamo cercare di leggere anche la magnetizzazione
Un approccio pubblicato da teorici russi prevede 10^-12 eV/Hz1/2
Criostato Con Cryocooler piu’ Refrigeratore Diluizione Auriga per 50 mK
Sezioni : Padova , Cagliari , Trento
Richieste Finanziarie : 36Keurro : Cristalli ,SQUID ,Valvola criogenica,Ottica
FTE : G.Carugno 40% , A.F.Borghesani 100%, G.Sartori 40%
M.Benettoni 20% , B.Baibussinov 20%,P.Falferi ,R.Mezzena
Richieste O.M. = 7 M.U. , O.E. = 3 M.U., U.T.= 1 M.U.