ГГНТ – 20 лет

46
ГГНТ – 20 лет ГГНТ – 20 лет

Upload: josephine-fischer

Post on 30-Dec-2015

50 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

ГГНТ – 20 лет. Вклад Ga солнечных экспериментов в понимание физики Солнца и физики нейтрино в свете последних результатов SAGE. 4p Ю a + 2e + + 2 n e (Q = 26.731 MeV). Solar Neutrinos. pp – chain. p + p Ю 2 H + e + + n e. p + e - + p Ю 2 H + n e. 100%. Ј 0.420 MeV. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: ГГНТ – 20 лет

ГГНТ – 20 летГГНТ – 20 лет

Page 2: ГГНТ – 20 лет

Вклад Ga солнечных экспериментов в понимание физики Солнца

и физики нейтрино в свете последних результатов SAGE

Вклад Ga солнечных экспериментов в понимание физики Солнца

и физики нейтрино в свете последних результатов SAGE

Page 3: ГГНТ – 20 лет

pp – pp – chainchainp + p ЮH + e+ + e

p + p ЮH + e+ + e p + e- + p ЮH + e p + e- + p ЮH + e

H + p ЮHe + H + p ЮHe +

He + He Ю+ 2pHe + He Ю+ 2pHe + He ЮBe + He + He ЮBe + He + p ЮHe + e+ + e

He + p ЮHe + e+ + e

Be + e- ЮLi+ eBe + e- ЮLi+ e

Be + p ЮB+ Be + p ЮB+

Li+ p Ю2Li+ p Ю2B ЮBe* + e+ + e

B ЮBe* + e+ + e

Be* Ю2Be* Ю2

Ј 0.420 MeV 1.442 MeV

Ј 18.77 MeV

Ј 15.0 MeV

MeV, MeV

100%0.4%

0.002%

15% 0.02%

Solar Solar NeutrinosNeutrinosSolar Solar NeutrinosNeutrinos

4p 4p ЮЮ + 2e+ 2e++ + 2 + 2ee

(Q = 26.731 MeV)(Q = 26.731 MeV)

Page 4: ГГНТ – 20 лет

V.N. GavrinV.N. GavrinInstitute for Nuclear Research Institute for Nuclear Research

of the Russian Academy of Sciencesof the Russian Academy of Sciences, , MoscowMoscow

V.N. GavrinV.N. GavrinInstitute for Nuclear Research Institute for Nuclear Research

of the Russian Academy of Sciencesof the Russian Academy of Sciences, , MoscowMoscow

Page 5: ГГНТ – 20 лет
Page 6: ГГНТ – 20 лет

Низкий порог: 233 keV233 keV

Чувствителен к доминирующим p-p нейтрино

Предсказания ССМ: BAHCALL-PINSONNEAULT:

128 +9 / -7128 +9 / -7 SNU (lσ)

Вклад p-p нейтрино 7070 SNU (54%)(54%)

Если предположить, что Солнце находится в тепловом равновесии, то

скорость захвата солнечных нейтрино на галлии не может быть менее 7979

SNU.

Page 7: ГГНТ – 20 лет

4700 m.w.e. => 4700 m.w.e. => Φμ ~ 2.6 mΦμ ~ 2.6 m-2-2 day day-1-1..

Page 8: ГГНТ – 20 лет

SS AA GG EESS AA GG EEГлобальная интенсивность мюоновГлобальная интенсивность мюонов (3.03 ± 0.19) × 10 (3.03 ± 0.19) × 10-9-9 ( (смсм22с)с)-1-1

Средняя величина энергии мюонов Средняя величина энергии мюонов 381 381 ГэВГэВ Поток быстрых нейтроновПоток быстрых нейтронов (>3 (>3 МэВ МэВ) ) (6.28 ± 2.20) × 10(6.28 ± 2.20) × 10-8-8 ( (смсм22 с с))-1-1 GaGa ~ 50 ~ 50 тоннтонн

Page 9: ГГНТ – 20 лет

SAGESAGEБаксанская нейтринная обсерватория, Северный Кавказ, 3.5 км от входа в горизонтальный туннельГлубина заложения 2100 м (4700 м.в.э.) Набор данных: Янв 1990 – н. вр(с Янв 1990 по Дек 2007 – 168 ранов) 50 тонн металлического GaАтомы 71Ge химически извлекаются и их распад регистрируется в пропорциональных счетчиках.Чувствительность: один атом 71Ge из 5·1029 атомов Ga с эффективностью ~90%

B - Gallium-Germanium Neutrino Telescope

T1/2 = 11,43 d

7171Ga + Ga + ννee 7171Ge + eGe + e--

Page 10: ГГНТ – 20 лет

30,3 t of Ga30,3 t of Ga

GALLEX / GNOGALLEX / GNO

GALLEX: ГАЛЛиевый ЭКСпериментПодземная лаборатория Гран Сассо, Италия, толщина горных пород: 3300 м.в.э.30.3 тонн галлия в 101 тонне раствора хлорида галлия (GaCl3 – HCl)

Набор данных: Май 1991-Янв. 1997, 65 ранов

GNO: Галлиевая Нейтринная ОбсерваторияПреемник GALLEX, GNO: 30.3 тонн галлияНабор данных: Май 1998 – Апр. 2003, 58 ранов

Page 11: ГГНТ – 20 лет

Измерение скорости захвата солнечных нейтрино Измерение скорости захвата солнечных нейтрино - - на металлическом галлиина металлическом галлии:: SAGE, SAGE, 50 тонн металлического 71Ga168 ранов за 18-летний период (Янв 1990 – Дек 2007) дают результат: 65.465.4+4.0+4.0

-4.1-4.1SNUSNU ((1 SNU = 1 SNU = 1 1 захват нейтринозахват нейтрино//сексек в мишени, содержащей в мишени, содержащей 101036 36 атомов нейтрино поглощающего изотопаатомов нейтрино поглощающего изотопа).).

- - с раствором хлорида галлия в соляной кислоте с раствором хлорида галлия в соляной кислоте ::GALLEXGALLEX, 103 tons of GaCl3 acidic solution containing 30 tons of natural gallium

65 runs for the 4.4-year period (May 1991 – Jan 1997) give the result: 7733..11++77.1.1--77..3 3 SNUSNU

(Till Kirsten at TAUP2007, Sendai, September 11-15, 2007)

GNO,GNO, 103 tons of GaCl3 acidic solution containing 30 tons of natural gallium

58 runs for the 4.7-year period (May 1998 – Apr 1993) give the result: 6262..99++55..55--55..3 3 SNUSNU

Хорошее согласие между результатами Ga экспериментовGa экспериментов увеличивает достоверность получаемых результатов. Это была замечательная ситуация, что в течение нескольких лет существовали два GaGa эксперимента, SAGESAGE и GALLEXGALLEX/GNOGNO, которые вели набор данных в одно и то же время и действительно заслуживает большого сожаления тот факт, что эксперимент GNOGNO был остановлен по ненаучным причинам.

Ga-эксперименты 7171Ga(Ga(vvee, e, e--))7171Ge, EGe, E

th th = 233 keV= 233 keV

Средневзвешенная величина результатов всех Ga экспериментов составляет в настоящее время 66.1±3.1 SNU66.1±3.1 SNU

Page 12: ГГНТ – 20 лет

Эксперименты Эксперименты

с искусственными источниками с искусственными источниками

нейтринонейтрино

Page 13: ГГНТ – 20 лет

5151CrCr5151CrCrGallium chloride solution Gallium chloride solution Gallium metal Gallium metal

(GALLEX)(GALLEX) (SAGE)(SAGE)

(1) (2) mGa (tons) 30.4 30.4 13.1 mof target (kg) 35,5 35,5 0,513 enrichment (% 50Cr) 38,6 38,6 92,4 source specific activity (KCi/g) 0,048 0,052 1,01 source activity (MCi) 1,71 1,87 0,52 expected rate 11,7 12,7 14,0

R = pmeasured/ppredicted 1.0±0.11 0.81±0.10 0.95±0.12RRcombined combined 0.90±0.07 0.90±0.07

320 keV

51V

51Cr (27.7 days)

747 keV (81.6%)

752 keV(8.5%)

427 keV (9.0%)

432 keV(0.9%)

Weighted Weighted averageaverage

0.91±0.06

Page 14: ГГНТ – 20 лет
Page 15: ГГНТ – 20 лет

План расположения реакторов

Page 16: ГГНТ – 20 лет

5151CrCr5151CrCrGallium chloride solution Gallium chloride solution Gallium metal Gallium metal (SAGE)(SAGE)

(GALLEX)(GALLEX)(1) (2) 

mGa (tons) 30.4 30.4 13.1 13.1 mof target (kg) 35,5 35,5 0,513 330 enrichment (% 50Cr) 38,6 38,6 92,4 96,94% 40Ca (natural Ca) source specific activity (KCi/g) 0,048 0,052 1,01 92,7 source activity (MCi) 1,71 1,87 0,52 0,41 expected rate 11,7 12,7 14,0 13,9

R = pmeasured/ppredicted 1.0±0.11 0.81±0.10 0.95±0.12 0.79±0.1

3737ArAr3737ArAr

RRcombined combined 0.90±0.07 0.86±0.08 0.90±0.07 0.86±0.08

Weighted Weighted averageaverage

0.88±0.05

320 keV

51V

51Cr (27.7 days)

747 keV (81.6%)

752 keV(8.5%)

427 keV (9.0%)

432 keV(0.9%)

37Ar (35.4 days)

37Cl (stable)

813 keV (9.8%)

811 keV(90.2%)

Page 17: ГГНТ – 20 лет

GALLEX Cr-1 GALLEX Cr-1 1.001.00+0.11+0.11

-0.10-0.10

GALLEX Cr-2GALLEX Cr-20.81 ± 0.100.81 ± 0.10

SAGE CrSAGE Cr0.95 ± 0.120.95 ± 0.12

SAGE ArSAGE Ar0.790.79+0.09+0.09

-0.10-0.10

Page 18: ГГНТ – 20 лет

Эксперименты с источниками на Эксперименты с источниками на GaGa** Средневзвешенная величина RR составляет 0.88 ± 0.88 ± 00.05.05, более чем на два стандартных отклонения меньше единицы. Если вклад двух нижних уровней 71Ge положить равным 0, тогда R = 0.93 ± 0.05R = 0.93 ± 0.05, что достаточно хорошо согласуется с единицей.

** Совместный анализ результатов с искусственными источниками на Ga указывает на то, что предсказываемая скорость захвата завышена..

** Наиболее вероятная гипотеза – что сечение для захвата нейтрино на двух нижних возбужденных уровнях 71Ge дают пренебрежимо малый вклад.

** Но существуют и альтернативные объяснения, основанные на переходах в стерильные нейтрино или на квантовой декогеренции в нейтринных осцилляциях.C. Giunti and M. Laveder, Mod. Phys. Lett. A 22, 2499 (2007) [arXiv.org/abs/hep-ph/0610352].Y. Farzan, T. Schwetz, and A. Yu Smirnov [arXiv.org/abs/0805.2098].

Page 19: ГГНТ – 20 лет

5151CrCr5151CrCrGallium chloride solution Gallium chloride solution Gallium metal Gallium metal (SAGE)(SAGE)

(GALLEX)(GALLEX)(1) (2) 

mGa (tons) 30.4 30.4 13.1 13.1 mof target (kg) 35,5 35,5 0,513 330 enrichment (% 50Cr) 38,6 38,6 92,4 96,94% 40Ca (natural Ca) source specific activity (KCi/g) 0,048 0,052 1,01 92,7 source activity (MCi) 1,71 1,87 0,52 0,41 expected rate 11,7 12,7 14,0 13,9

R = pmeasured/ppredicted 1.0±0.11 0.90±0.09 0.95±0.12 0.79±0.1

3737ArAr3737ArAr

RRcombined combined 0.94±0.07 0.86±0.08 0.94±0.07 0.86±0.08

320 keV

51V

51Cr (27.7 days)

747 keV (81.6%)

752 keV(8.5%)

427 keV (9.0%)

432 keV(0.9%)

37Ar (35.4 days)

37Cl (stable)

813 keV (9.8%)

811 keV(90.2%)

Page 20: ГГНТ – 20 лет

R = pmeasured/ppredicted 1.0±0.11 0.90±0.09 0.95±0.12 0.79±0.1

Weighted Weighted averageaverage

0.90±0.05Включая вклад нижних уровнейВключая вклад нижних уровней

Без вклада нижних уровней Без вклада нижних уровней 0.95±0.05

RRcombined combined 0.94±0.07 0.86±0.08 0.94±0.07 0.86±0.08

320 keV

51V

51Cr (27.7 days)

747 keV (81.6%)

752 keV(8.5%)

427 keV (9.0%)

432 keV(0.9%)

37Ar (35.4 days)

37Cl (stable)

813 keV (9.8%)

811 keV(90.2%)

GALLEX GALLEX 7171As As экспериментэксперимент!!

Page 21: ГГНТ – 20 лет

Что известно о поперечном сечении захвата Что известно о поперечном сечении захвата нейтрино на 175 кэВ и 500 кэВ уровни нейтрино на 175 кэВ и 500 кэВ уровни 7171GeGe

John Bahcall в 1985 вывел величину сечения, основываясь на результатах измерений (p, n) рассеяния на 71Ga, выполненных на циклотроне Университета Индианы (IUC), (Ep =120 МэВ и 200 МэВ)

В силу очень плохого разрешения (~300%) для перехода на уровень 175 кэВ был получен только верхний предел для B(GT) B(GT) фактора, а в фактора, а в измерениях для переходов на уровень 500 кэВ неопределенность измерениях для переходов на уровень 500 кэВ неопределенность достигала достигала 50%50%

Hiro Ejiri, начиная с 1995 года изучал эти переходы, используя реакцию (3He,t) в RCNP (Япония, Осака)

Результаты измерений Результаты измерений Ejiri’Ejiri’, как и ожидаемые скорости захвата на эти , как и ожидаемые скорости захвата на эти уровни, значительно отличаются от полученных Баккаломуровни, значительно отличаются от полученных Баккалом

Page 22: ГГНТ – 20 лет

Мы считаем, что необходимы:

- экспериментальные работы по определению Gamow-Teller фактора для переходов из основного состояния 71Ga на нижние возбужденные уровни 71Ge

- независимые измерения объединенного эффекта этих переходов на Ga с использованием высоко-интенсивного (около 2 MКи) источника 37Ar или 51Cr

Page 23: ГГНТ – 20 лет

Сравнение галлиевого результата с Сравнение галлиевого результата с предсказаниями предсказаниями

Стандартной Солнечной МоделиСтандартной Солнечной Модели

i - ( pp, 7Be, pep, 13N, 15O, 17F, 8B, and hep)

R R = = i i i i PP

eeeeii σσii

Page 24: ГГНТ – 20 лет

Bahcall et al. (2001)

, SNO

Oscillations for Solar Neutrinos

SAGEGNO

ChlorineSK,SNO

pp

7Be pep

Solar Model Flux Calculations

Current Data for e Survival

Matter Interaction Effect:LMA

Page 25: ГГНТ – 20 лет

Таблица факторов, необходимых для расчета скорости захвата солнечных нейтрино в 71Ga и 37Cl солнечных нейтринных экспериментах, вычисленной Б.Т.Кливлендом. Величины неопределенности даны на 68% достоверности. (готовится к печати)

, were calculated assuming three-neutrino mixing to active neutrino with parameters: , 1234.5 ± 1.4, degrees

S. Abe, et al., [arXiv.org/abs/0801.4589]; M. C. Gonzalez-Garcia and M. Maltoni,[arXiv.org/abs/0704.1800]

Page 26: ГГНТ – 20 лет

(high metallicity) (low metallicity)

SAGE + GALLEX/GNO → 66.1 ± 3.1 SNU66.1 ± 3.1 SNU

Отличное согласиеОтличное согласие

Скорости захвата Скорости захвата RRi i для для GaGa экспериментов экспериментов

Page 27: ГГНТ – 20 лет

Поток Поток pp нейтриноpp нейтрино[pp+7Be+CNO+pep+8B|Ga] = 6666..11 ± 3. ± 3.11 SNU SNU

( from 291 solar neutrino extractions in the SAGE and GALLEX/GNO experiments)

[7Be|BorexinoBorexino] = (5.18 ± 0.51) ×109 e/(cm2 s) → [7Be|Ga] = 19.1 +2.3 -2.1 SNU

[8B|SNOSNO] = (1.67 ± 0.08) ×106 e/(cm2 s) → [8B|Ga] = 3.6 +1.2 -0.6 SNU

→ [pp+CNO+pep|Ga] = 43.3 +3.8 -4.1 SNU

[7Be+CNO+pep+8B|Cl] = 2.56 ± 0.23 SNU → [7Be|Cl] = 0.67 ± 0.07 SNU → [8B|Cl] = 1.73 ± 0.12 SNU→ [CNO+pep|Cl] = 0.16 +0.26 -0.16 SNU

→ [CNO+pep|Ga] = 3.44+3.4 -3.4 SNU

half of the upper limit of the ( CNO|Ga + pep|Ga) rates with uncertainty 100%

[pp|Ga] = [pp+CNO+pep|Ga] - [CNO+pep|Ga] = 3939..99 ± ± 5.25.2 SNU SNU

скорость захватаскорость захвата pp pp нейтрино, измеренная внейтрино, измеренная в Ga Ga экспериментахэкспериментах

Page 28: ГГНТ – 20 лет

Поток Поток pp pp нейтринонейтрино[pp|Ga] = 39.9 ± 5.2 SNU

Измеренная величина потока электронных pp нейтрино, приходящих на Землю :

(39.9 ± 5.2) / / cross. sect. = cross. sect. = (3.(3.4040 +0.+0.4444-0.-0.4646) × 10) × 1010 10 e

/(/(смсм22 сс))

- поток pp нейтрино, рождаемых в Солнце :

(3.40 +0.44-0.46) × 1010/( Pee

i = 0.560(1+0.030-0.045)) = ((66..1 1 ± 0.± 0.8484) × 10) × 1010 10 e

/(/(смсм22 сс))

Величина потока pp нейтрино, предсказанная по двум новейшим ССМ: (5.97±0.05) × 10(5.97±0.05) × 1010 10 e

/(/(смсм22 сс) ) (GS98) (high metallicity)(GS98) (high metallicity)

(6.04±0.05) × 10(6.04±0.05) × 1010 10 e /(/(смсм22 сс) ) (AGS05) (low metallicity)(AGS05) (low metallicity)

Хорошее согласиеХорошее согласие

Page 29: ГГНТ – 20 лет

Ga эксперименты:- «have given a great impact upon a view of neutrino oscillation and have supplied most important motivation for creation of SNOSNO

* 1990 - SAGE shows greatly suppressed Ga rate * 1990 - Start of construction of SNO»

(David Sinclair, May 2007)

•впервые показали, что подавляющая часть солнечных нейтрино, достигающих Земли, это низкоэнергетические нейтрино от pp реакции

•показывают отличное согласие между теорией и экспериментом. Более того, точность измерений в эксперименте достигла точности теоретических предсказаний

* в настоящее время обеспечивают единственное прямое измерение скорости pp реакции

* развили технологию изготовления интенсивных искусственных источников нейтрино – идеального инструмента для калибровки детекторов солнечных нейтрино низких энергий, и которые также могут быть использованы для исследования свойств нейтрино

Page 30: ГГНТ – 20 лет
Page 31: ГГНТ – 20 лет

ПланыПланы• Дальнейший мониторинг потока солнечных нейтрино низких энергий.

• Измерение сечения захвата нейтрино на Ga от 51Cr (37Ar) источника с точностью лучше 5%.

• Инициирование экспериментальной работы по определению величины Gamow-Teller фактора для переходов с основного состояния 71Ga на нижние возбужденные уровни 71Ge.

Page 32: ГГНТ – 20 лет

Постоянна ли величина Постоянна ли величина скорости захвата нейтрино скорости захвата нейтрино

на на Ga?Ga?

Page 33: ГГНТ – 20 лет

I do not know of any attractive scenarios that predict a I do not know of any attractive scenarios that predict a significant time dependence in the observed nu_e solar significant time dependence in the observed nu_e solar neutrinos flux, particularly one that has such a large pp neutrinos flux, particularly one that has such a large pp contribution. However, it is always good to continue to contribution. However, it is always good to continue to look. We have been surprised before by solar neutrino look. We have been surprised before by solar neutrino measurements and we may be surprised again. Nature is measurements and we may be surprised again. Nature is very imaginative.very imaginative.

John Bahcall letter, 22 April 2004John Bahcall letter, 22 April 2004

Page 34: ГГНТ – 20 лет

Я не знаю никаких возможных вариантов развития, которые предсказывали бы значительную временную зависимость в наблюдаемом потоке nu_e солнечных нейтрино, особенность которого заключается в том, что он имеет такой большой вклад рр нейтрино. Хотя всегда полезно продолжать наблюдение. Измерения солнечных нейтрино уже давали нам повод для изумления, и мы можем быть снова поражены. Природа имеет очень богатое воображение.

Из письма Джона БаккалаИз письма Джона Баккала,, 22 22 апреля апреля 20042004

Page 35: ГГНТ – 20 лет

SAGESAGEMeasurement of the solar neutrino capture rate with gallium Measurement of the solar neutrino capture rate with gallium

metal.metal. 7171Ga(Ga(vv, e, e--))7171Ge, EGe, Eth th = 0.233 keV= 0.233 keV

It is one of the longest almost uninterrupted time of measurements among solar neutrino experiments

18 year period (1990 – 10/2007): 166 runs, 306 separate counting sets

Results: 65.365.3+3.2-3.1

+2.6-2.8 SNU or 65.365.3+4.1+4.1

-4.2-4.2 SNU

Presently Presently SAGESAGE is the only experiment sensitive to the is the only experiment sensitive to the pppp neutrinosneutrinos

Combined results for each Combined results for each yearyear

All extractions as function of All extractions as function of timetime

6464 +24/-22 SNU

SAGE continues to perform SAGE continues to perform regular solar neutrino extractions regular solar neutrino extractions every four weeks with ~50 t of Gaevery four weeks with ~50 t of Ga

Page 36: ГГНТ – 20 лет

GALLEXGALLEX65 Solar runs = 1594 d23 Blank runs

GNOGNO 58 Solar runs = 1713 d12 Blank runs

62.9 62.9 +5.5+5.5 –5.3–5.3 ± 2.5 SNU ± 2.5 SNU77.5 ± 6.2 ± 4.5 SNU77.5 ± 6.2 ± 4.5 SNU

51Cr source-, 71As experiments

GALLEX + GNO resultsGALLEX + GNO results

Page 37: ГГНТ – 20 лет

GALLEX GNO

Time period 05/91-01/97 05/98-04/03 04/03-12/07Full data set 01/90-12/06

Number of runs 65      

GALLEXGALLEX 77.577.5+6.1+6.1-6.0-6.0 – –  

Number of runs   58    

GNOGNO – 62.962.9+5.5+5.5-5.3-5.3 –  

Number of runs 45 49 61 168

SAGESAGE 79.479.4+8.8+8.8-8.4-8.4 65.065.0+5.1+5.1

-4.9-4.9 62.662.6+4.6+4.6-4.5-4.5 65.465.4+3.1+3.1

-3.0-3.0

SAGE

the uncertainty is statistical only

Time period 05/91-01/97 05/98-04/03 04/03-12/07Full data set 01/90-12/06

Number of runs 65      

GALLEXGALLEX 7733..11+6.1+6.1-6.0-6.0 – –  

Number of runs   58    

GNOGNO – 62.962.9+5.5+5.5-5.3-5.3 –  

Number of runs 45 49 61 168

SAGESAGE 79.479.4+8.8+8.8-8.4-8.4 65.065.0+5.1+5.1

-4.9-4.9 62.662.6+4.6+4.6-4.5-4.5 65.465.4+3.1+3.1

-3.0-3.0

Page 38: ГГНТ – 20 лет

Вариации скорости захвата солнечных нейтрино в Ga

100 М-К розыгрышей для 168 ранов

Тестовая статистика Крамера-фон Мизеса:

)()]()([ 22 xdCxCxCNN ммд

GF=43%520.02 эN

513.02 МКN

Page 39: ГГНТ – 20 лет

Метод Lomb-Scargle – Фурье-анализ для данных с «разрывами»

Вариации скорости захвата солнечных нейтрино в Ga

Max мощность 6.10 на частоте 8.47 /год

Page 40: ГГНТ – 20 лет

Виден едва заметный намек на долгосрочное уменьшение

Проверка χ2 , примененная к годичным данным

SAGE в предположении, что величина

скорости 65.4 SNU постоянна, дает χ2/dof =

12.0/17 с вероятностью 80% . Таким образом,

подгонка к постоянной величине скорости

оказалась вполне приемлемой.

Постоянная величина скорости образования также может рассматриваться при использовании функции распределения скорости образования CC((pp),), определенной как фракционное число наборов данных, в которых скорость образования меньше p.

Распределение данных (измеренная скорость захвата для всех 310 наборов данных SAGE).

Спектр данных и спектр симуляций очень схожи друг с другом, показывая таким образом, что распределение скоростей образования такое, какое можно было бы предположить для постоянной скорости.

При расчете тестовой статистики Nω2 может быть сделано количественное сравнение

Nω2 = 0.520(средняя величина для Nω2 по 100 розыгрышам равна 0.513) Фракция розыгрышей с Nω2 > 0.520 43%

Ожидаемое распределение, выведенное из 100 розыгрышей Monte Carlo по всем 168 ранам, в предположении, что скорость образования постоянна и имеет величину 65.4 SNU.

Page 41: ГГНТ – 20 лет

Possible significant time periodicities in the SAGE data are looked for using the Lomb-Scargle periodogram method – the method of spectral analysis for unevenly sampled data, such as we have in SAGE.

The results of applying the method Lomb power spectrum from all 168168 SAGE data runs for the period January 1990 - December 2007, ~~17.9 years17.9 years. (The mean time of exposure was used as the time of measurement.)

The frequency range considered is from nearly zero flow : 1/17.917.9 y 0.056 cycl/year this is the frequency such that the data can include one complete cycle; up to slightly less than twice the Nyquist frequency (fN ) fhi ~ 9.4 cycl/year fN : ~ N/2T = 168168/(2×17.9 17.9 y) 4.7 cycl/year; 2× fN 9.4 cycl/year

Histogram of powers in spectrum, the bin size is 0.07 power units.

The expected distribution if there is no time variation the number of frequencies × exp(−power) In the absence of any time variation this distribution is an exponential.

The maximum Lomb power is 6.106.10 at a frequency of 8.47.

If there was any peak present with significant power it wouldappear at the upper end of the distribution and be clearly separated from the exponential trend.

There is no evidence for exceptional power in the data spectrum at any frequency.

To evaluate the significance of this peak we need to make ahistogram of the number of frequencies as a function of power

Page 42: ГГНТ – 20 лет

Был выполнен поиск возможных значительных временных периодичностей в данных SAGE с использованием метода периодограмм Lomb-Scargle - метода спектрального анализа для неровно дискретных данных- таких как мы имеем в SAGE.

Результаты применения этого метода был получен спектр Lomb power данных всех 168 ранов SAGE за период Январь 1990 - Декабрь 2007, ~17.9 лет. (в качестве времени измерения было использовано среднее время экспозиции)

Максимальная Lomb мощность 6.10 при частоте 8.47.

Альтернативным способом оценки значения частоты с высокой мощностью является проверка с перетасовкой:

результаты SNU случайным образом приписываются к различным ранам, пересчитывается силовой спектр, и находится максимальная мощность.

Видно, что наблюденное распределение мощности согласуется в предположении постоянной скорости.

44% перетасовок имеют мощность больше чем 6.10

Гистограмма максимальной мощности, найденная в результате анализа Lomb power спектра по 1000 случайным перетасовкам 168 ранов SAGEРазмер бина 0.13 единиц мощности. Наблюденная максимальная мощность 6.10 для данных SAGE находится очень близко от центра этого распределения.

Page 43: ГГНТ – 20 лет

1 = 69.3 SNU

Розыгрыши Мonte Carlo по экспериментам Gallex/GNO в предположении, что скорость образования нейтрино на 71Ge представляют собой синусоидальную временную модуляцию, дали выражение n(t)=n n(t)=n00[1+Asin(2[1+Asin(2πνπνt + t + φφ)])],, где 0 ≤ A ≤ 1, n0= 70 SNU, Для розыгрыша данных был использован метод Lomb-Scargle, и была дана оценка максимальной мощностиМетод Lomb-Scargle однозначно идентифицирует временную модуляцию, если частота низкая и амплитуда достаточно большая.

Диаграмма исключения временных модуляций по данным GALLEX/GNO

Чувствительность быстро снижается для частот > 12 циклов/год (для вариаций в течение периода короче времени облучения). Таким образом сигнал модуляции не может быть статистически выделен из Гауссова шума.

В предположении временной модуляции В предположении временной модуляции экспериментальные данные экспериментальные данные Gallex/GNO Gallex/GNO исключают исключают вариации потока солнечных нейтрино с низкой вариации потока солнечных нейтрино с низкой частотой и большой амплитудойчастотой и большой амплитудой..

Исключают модуляцииИсключают модуляции с частотойс частотой< 12 < 12 летлет-1 -1 и и амплитудой амплитудой > 40% > 40% сигналасигнала

90% CL90% CLПолученная Lomb-Scargle периодограмма 123 солнечных ранов Gallex/GNO статистически согласуется с постоянной скоростью взаимодействия. Так как не найдено положительных сигналов временной периодичности, существует возможность создать диаграмму исключения.

Проверка чувствительности по данным розыгрыша.

Page 44: ГГНТ – 20 лет

V.N. GavrinV.N. GavrinINR RASINR RAS

The physics of the SunThe physics of the Sunand the solar neutrinos:and the solar neutrinos:

an updatean updateLab. Naz. del Gran SassoLab. Naz. del Gran Sasso

October 16-17, 2008October 16-17, 2008

The physics of the SunThe physics of the Sunand the solar neutrinos:and the solar neutrinos:

an updatean updateLab. Naz. del Gran SassoLab. Naz. del Gran Sasso

October 16-17, 2008October 16-17, 2008

Page 45: ГГНТ – 20 лет

Отношение R Отношение R скорости реакций скорости реакций 33HeHe 33He reactions He reactions

к скорости реакций к скорости реакций 33HeHe ––44He, He, усредненное по Солнцуусредненное по Солнцу

from Ga-Borexino: R = 0.186(1±0.18) or 0.186 ± 0.034

Предсказания двух Стандартных Солнечных Моделей:

GS98: R = 0.186(1±0.05) or 0.186 ± 0.009

AGS05: R = 0.163(1±0.05) or 0.163 ± 0.008

J. Bahcall, hep-ph/0305159v3

V.N. GavrinV.N. GavrinINR RASINR RAS

The physics of the SunThe physics of the Sunand the solar neutrinos:and the solar neutrinos:

an updatean updateLab. Naz. del Gran SassoLab. Naz. del Gran Sasso

October 16-17, 2008October 16-17, 2008

The physics of the SunThe physics of the Sunand the solar neutrinos:and the solar neutrinos:

an updatean updateLab. Naz. del Gran SassoLab. Naz. del Gran Sasso

October 16-17, 2008October 16-17, 2008

Page 46: ГГНТ – 20 лет