1 / 22

EKSPERIMENTI DAMA IN CDMS

EKSPERIMENTI DAMA IN CDMS. 26.11.2008. Gregor Bregar. Meritve kroženja zvezd in plina v galaksijah. Meritve rotacijskih hitrosti medzvezdnega plina za galaksijo NGC 6503:. temna snov. zvezde. plin. galaksija. Radij (kpc).

berke
Download Presentation

EKSPERIMENTI DAMA IN CDMS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. EKSPERIMENTI DAMA IN CDMS 26.11.2008 Gregor Bregar

  2. Meritve kroženja zvezd in plina v galaksijah Meritve rotacijskih hitrosti medzvezdnega plina za galaksijo NGC 6503: temna snov zvezde plin galaksija Radij (kpc) Gostota temne snovi je izračunljiva, njena hitrostna porazdelitev pa ne.

  3. Merjenje trkov delcev temne snovi - Ocena povprečne velikosti hitrosti delcev temne snovi v našem osončju, merjeno glede na galaktični center, je primerljiva s hitrostjo sonca, 200 km/s. Hitrost, s katero trčijo delci v detektor, je do okvirno 200 – 400 km/s. Vpadni tok delcev se zaradi Zemljinega gibanja okoli Sonca modulira:

  4. Zahteve na izmerjeni signal • Modulacija se pojavi le pri energijah odbitega jedra do približno 30 keV. • Modulacija ima sinusno obliko s periodo 1 leto in tako fazo, da maksimum nastopi okoli 2. junija. Zaščita pred motečimi trki • Izvori motečih trkov/ zaščitni ukrepi • Kozmični žarki / podzemni detektor • Gama žarki in nevtroni iz okolja / moderator in svinčen ščit • Naravna radioaktivnost detektorjev in ščitov pred sevanjem / • uporaba visoko čistih materialov brez radiokativnih primesi

  5. Predstavitev eksperimenta DAMA/LIBRA (DArk MAtter, Large sodium Iodine Bulk for RAre processes) - Eksperiment poteka v rudniku v Gran Sassu. - Prva ideja eksperimenta DAMA/LIBRA je bila predlagana 1996. Eksperiment zbira podatke od septembra 2003. - Izmerili so ~10000 dogodkov, ki kažejo letno modulacijo. Signal ustreza ustreza zahtevam signala temne snovi. - Jedro eksperimenta je scintilator 250 kg NaI(Tl)=5X5 9.7 kg.

  6. Kratek opis eksperimenta

  7. Rezultati eksperimenta

  8. Rezultati eksperimenta

  9. Rezultati eksperimenta • - Celotna ekspozicija je 0.53 tona x leto. Merili so 3.5 let. • Število dogodkov pri energijah 2-14 keV je 1 /dan/kg/keV, ko so odstranili dogodke, • ki bi lahko imeli običajen izvor. • Opazna je modulacija v številu sunkov na enoto časa in energije v intervalu 2-6 keV: Rezultati prilagajanja z vsemi tremi prostimi parametri dajo: A=0.0131±0.0016 cpd/kg/keV, perioda je T=0.998±0.003 leta, t0=144 ± 8 dan, kjer t=0 pomeni 1. januar; 2.6. bi pomenilo t0=152 dan. Število vseh sunkov, ki kažejo periodičnost in se nahajajo nad povprečjem, znaša 10000. Verjetnost, da je modulacija naključna je < 10-3.

  10. Rezultati eksperimenta Podatki za število sunkov na enoto časa in energije brez povprečja, izprojicirano v enoletni cikel pri intervalu energije 2-6 keV: Podatki za interval energije 6-14 kev Opazimo, da je modulacija prisotna le pri nizkih energijah. Eksperiment je zajemal podatke do nekaj MeV. Nikjer ni bila odkrita modulacija.

  11. Izkoristek detektorja za detekcijo nizkoenergijskih fotonov (umerjeno z Am) In posledično trkov temne snovi.

  12. Analiza vseh motenj -Nihanje temperature -Nihanje radioaktivnega ozadja -Nihanje v koncentraciji termičnih in hitrih nevtronov -Nihanje koncentracije radona -Nihanje toka mionov -Nihanje šuma elektronike -Nihanje linearnosti (pri določanju energije delcev) detektorjev -Nihanje izkoristka pri prepoznavanju trka temne snovi

  13. Raziskovalna skupina CDMS Criogenic Dark Matter Search -Soudan – Minnesota US -800 m pod zemljo -Zbiranje podatkov: oktober 2006 – julij 2007. -Detektorska masa: 6 kg -Eksperimentalna strategija: Izločiti vse dogodke, ki niso trki temne snovi. Preostali dogodki pripadajo temni snovi. (Ne gledajo letne modulacije.) -Našli niso nobenega trka temne snovi.

  14. Opis eksperimenta • - Detektor meri celo energijo odbitega delca (jedra ali elektrona) – bolometer -- in • ionizacijo. • - 30 detektorjev: 15 Ge (vsak 150 g) in 15 Si (vsak 100 g), vsak je disk premera • 7.6 cm in debeline 1 cm. • Temperatura delovanja je 40 mK. • - Zunanji ščit: baker, svinec, moderator polietilen.

  15. Opis eksperimenta NUCLEAR RECOIL in ELECTRON RECOIL imata različno razmerje med ionizacijo in celo energijo. Diskriminacija 1:104. Površinski dogodki (electron recoil) iz 10μm plasti so težava  oblika pulza problem reši. Diskriminacija 1:106. UMERJANJE: -gama: 133Ba: 3·106 e- recoilov energij 10 - 100 keV -nevtroni 252Cf: 6·105 nuclerar recoilov (število dogodkov med meritvijo temne snovi: 105) DISKRIMINACIJA TRKOV, KI NISO POSLEDIDA TEMNE SNOVI: -razmerje med ionizacijo in celo izmerjeno energijo -kriterij časovnega parametra -zunanji veto scintilator (za hitre nabite delce)

  16. Analiza izvora napak (motenj) • - Radioaktivnost naravno prisotnih kontaminantov (največ 210Pb) – electron recoil • (Posledično bi lahko vsem opisanim kriterijem ušlo 0.6 ± 0.5 dogodka iz tega • naslova.) • Nevtroni zaradi kozmičnih mionov: < 0.1 dogodka (Monte Carlo simulacija) • Nevtroni iz jedrskih razpadov (meritve + Monte Carlo): < 0.1 dogodka • REZULTAT: NOBENEGA DOGODKA

More Related