1. Первые результаты наблюдения 7 Ве солнечных нейтрино детектором БОРЕКСИНО Е.А. Литвинович РНЦ «Курчатовский Институт» от имени коллаборации БОРЕКСИНО ИТЭФ, 30 ноября 2007 г.

2. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Содержание: Физическая программа проекта БОРЕКСИНО; Детектор; Особенности сбора данных; Результаты и комментарии к ошибкам.

3. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Физическая программа БОРЕКСИНО: Моноэнергетические (Е = 862 кэВ) солнечные 7 Be нейтрино ; pep и CNO нейтрино; Антинейтрино от реакторов и Солнца; Геонейтрино; Сверхновая (?) … Скорость счета ν (ССМ+LMA), предсказание для БОРЕКСИНО

4. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Состав коллаборации: Германия : Институт Макса Планка, Гейдельберг; Технический университет Мюнхена; Италия : Отделения Национального института ядерной физики в: Генуе; Милане; Перудже; + Лаборатория Гран Сассо; Польша : Ягеллонский университет, Краков; Россия : ПИЯФ РАН, Гатчина; ОИЯИ, Дубна; НИИЯФ МГУ, Москва; РНЦ «Курчатовский Институт», Москва; США : Принстонский университет; Технологический университет шт. Вирджиния; Франция : Седьмой Парижский университет.

5. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Лаборатория Гран Сассо: Корпуса лаборатории

6. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Детектор БОРЕКСИНО: Две 125 мкм нейлоновые сферы: - R=4,25 м; - R=5,5 м (Rn-барьер) 278 т. PC+PPO (1,5 г/л) Стальная сфера (R=6,85 м): - 2212 8” ФЭУ; - 1350 м 3 PC+DMP (5,0 г/л) 2100 м 3 водяной бак: -R=9 м, H=16,9 м; - 208 ФЭУ в воде, смотрящих наружу; - защита от μ, γ и n

7. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Регистрация ν ν-e рассеяние в жидком органическом сцинтилляторе:  Низкий порог регистрации;  Хорошее энергетическое разрешение;  Хорошая пространственная реконструкция. ОДНАКО…  Невозможно определить направление ;  Н  события от других  !! ВЫСОЧАЙШИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАДИАЦИОННОЙ ЧИСТОТЕ СЦИНТИЛЛЯТОРА И МАТЕРИАЛОВ ДЕТЕКТОРА !!

8. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Требования к р/а чистоте: ИзотопИсточникОбычный уровень для сцинтиллятора ДО очистки Стратегия очисткиТребуемый уровень 14 C Активация космическими лучами 14 N 14 C/ 12 C~10 -1214 C/ 12 C~10 -18 7 Be Активация космическими лучами 12 C 2.7x10 3 соб./(день · тонну)Дистилляция, хранение сцинтиллятора глубоко под землей <0.01 соб./(день · тонну) 222 Rn Содержится в воздухе, эманация из материалов 1.3x10 7 соб./(день · тонну)Удаление при помощи азота <0.01 соб./ (день · тонну) 210 Bi – 210 Po Распад 210 Pb2x10 4 соб./(день · тонну)Чистка поверхностей 238 U, 232 Th Взвешенная пыль, материалы 10 4 соб./(день · тонну) <10 -12 г/г. В пыли: 10 -6 г/г (U), 10 -5 г/г (Th) Дистилляция, фильтрация<10 -17 г/г 40 K PPO2700 соб./(день · тонну) ~10 -9 г/г в сцинтилляторе (1,5 г/л PPO, в самом PPO ~10 -6 г/г) Удаление молекул воды, фильтрация и дистилляция раствора PPO <10 -14 г/г 39 Ar Воздух218 соб./(день · тонну)Удаление при помощи азота, герметичные узлы < 1 соб./(день · 100 тонн) 85 Kr Воздух4.3x10 4 соб./(день · тонну)Удаление при помощи азота, герметичные узлы < 1 соб./(день · 100 тонн)

9. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заливка детектора Детектор Завод по очистке воды и сцинтиллятора

10. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заливка детектора Порядок заливки:  Заполнение стальной сферы детектора сверхчистым азотом (LAKN 2 ) (начало 2006 г.);  Заполнение стальной сферы водой (август – ноябрь 2006 г.);  Вытеснение воды сцинтиллятором (PC+PPO) и PC+DMP и заливка водяного бака (январь – май 2007 г.) 15 мая 2007 г. – начало сбора данных детектором БОРЕКСИНО в проектном режиме

11. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Сбор данных …осуществлялся уже в процессе заливки детектора, а также детектором, заполненным N 2 и водой (в т.ч. калибровки с р/а источником); Триггер: срабатывание ≥ 30 ФЭУ (в одноэлектронном режиме) в окне 60 нс;  Мюонный триггер: ≥ 6 внешних ФЭУ в окне 150 нс. Энергетический порог детектора: ≈60 кэВ; Для каждого события записывается время относительно триггера (в окне 7,2 мкс) и заряд каждого из сработавших ФЭУ; Скорость счета детектора: ≈15 Гц (в основном 14 C) !! Статистика: 47,4 суток.

12. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" 14 C и световыход сцинтиллятора 14 C: (2.7 ± 0.6) · 10 -18 ( 14 C/ 12 C); Фит спектра 14 C (E β = 156 кэВ); Энерг. разрешение:  10% при 200 кэВ;  8% при 400 кэВ;  6% при 1 МэВ. ~500 ф.электронов/МэВ

13. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Содержание 238 U и 232 Th в сцинтилляторе При условии векового равновесия, содержание 232 Th и 238 U измеряется: 212 Bi 212 Po 208 Pb   = 432.8 нс 2.25 МэВ Экв. ~1 МэВ Всего 3 кандидата 214 Bi- 214 Po 212 Bi- 212 Po 214 Bi 214 Po 210 Pb   = 236 мкс 3.2 МэВ Экв. ~750 кэВ 238 U: 2·10 -17 г/г 232 Th: 7·10 -18 г/г

14. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Энергетический спектр Photoelectrons 14 C α 210 Po (НЕ в равновесии с 210 Pb) В основном, внешние γ и μ (ЗДЕСЬ: время набора данных ~1 сутки)

15. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Подавление мюонов μ регистрируются как внешним так и внутренним детектором; Идентификация μ внутренним детектором основана на анализе временного спектра событий; Скорость счета μ = 0,055 ± 0,002 с -1 μ подавление μ

16. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Чувствительный объем Номинально: 100 тонн (R = 3 м); Радиус мишени: 4,25 м (278 тонн сцинтиллятора); Эффективный радиус мишени определялся на основании пространственного восстановления:  14 C;  220 Rn ( τ = 80 с) на поверхности нейлоновой сферы;  Внешних γ;  Тефлоновых диффузоров на поверхности нейлоновой сферы; Чувствительный объем определялся, как содержащий 35.9% событий. Именно это число соответствует отношению «Чувствит. Объем/Полный Объем»; Кроме того, для событий в северной полусфере требовалось z<1.8 м – дополнительная защита от 222 Rn и его производных в области сев. полюса сферы (следствие заливки детектора «сверху»); Таким образом, суммарный эффективный чувствительный объем = 87 тонн.

17. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Финальный спектр 11 C 85 Kr + 7 Be ν 14 C 210 Po (НЕ в равновесии с 210 Pb) Чувствительный объем Подавление μ Подавление 214 BiPo и производных от 222 Rn

18. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Фит спектра (без α/β разделения) 1 шаг: Фит в окне 250-800 кэВ, световыход, 210 Po, σ 210Po, 85 Kr, CNO+ 210 Bi, 7 Be ν – свободные параметры; 2 шаг: Фит в окне 560-800 кэВ, 7 Be ν, CNO+ 210 Bi – свободные параметры (остальные параметры зафиксированы со значениями, полученными на предыдущем этапе).

19. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" α/β разделение (arXiv:0705.0239) α β Е = 250 ÷ 260 ф/электронов Е = 200 ÷ 210 ф/электронов !! этот график получен во время заливки !! Параметр Гатти

20. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Фит с применением α/β разделения Фит в окне: 270-800 кэВ; Свободные параметры: 7 Be ν, CNO+ 210 Bi, 85 Kr, остаточный 210 Po.

21. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Результат 47 ± 7 стат ± 12 сист 7 Be ν / (сутки · 100 т.)

22. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Сравнение с теоретическими предсказаниями для БОРЕКСИНО: 47 ± 7 стат ± 12 сист соб./(сутки · 100 т.) 75 ± 4 соб./(сутки · 100 т.) без осцилляций 49 ± 4 соб./(сутки · 100 т.) с осцилляциями в области LMA, ∆m 12 2 = 7,92·10 -5 эВ 2, sin 2 θ 12 = 0,314 и BPS07(GS98)

23. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" NB к ошибкам: Статистика:  Включает в себя недостаток знания о количестве 85 Kr в сцинтилляторе и отсутствие (на сегодняшний день!) точных калибровок энергетической шкалы детектора; Систематика:  Включает, в основном, погрешность определения чувствительного объема детектора;  На основании всего 45 дней сбора данных, без калибровок детектора с источником, верхний предел на ошибку определен в 25%; Ошибки могут быть значительно уменьшены на большей статистике при лучшем понимании отклика детектора.

24. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" Заключение Сверхнизкофоновый, массивный нейтринный детектор БОРЕКСИНО приступил к сбору данных в проектном режиме; Спектральные измерения низкоэнергетических (E < 1 МэВ) солнечных нейтрино осуществлены впервые в режиме реального времени;  Полученный результат для 7 Be ν находится в согласии с MSW-LMA решением для осцилляций.

25. ИТЭФ, 30/11/2007 Е.А. Литвинович, РНЦ "КИ" First real time detection of 7 Be solar neutrinos by Borexino, Physics Letters B PLB-D-07-00772R2 (2007) (arXiv:0708.2251)