GALLEX - GALLEX
GALLEX o Experimento de Galio fue un experimento de detección de neutrinos radioquímicos que se llevó a cabo entre 1991 y 1997 en el Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Este proyecto fue realizado por una colaboración internacional de científicos franceses, alemanes, italianos, israelíes, polacos y estadounidenses liderados por el Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg. Después de una breve interrupción, el experimento continuó con un nuevo nombre GNO ( Observatorio de neutrinos de galio ) desde mayo de 1998 hasta abril de 2003.
Fue diseñado para detectar neutrinos solares y probar teorías relacionadas con el mecanismo de creación de energía del Sol . Antes de este experimento (y el experimento SAGE que se llevó a cabo al mismo tiempo), no se habían observado neutrinos solares de baja energía.
Ubicación
Los componentes principales del experimento, el tanque y los contadores, se ubicaron en el laboratorio astrofísico subterráneo Laboratori Nazionali del Gran Sasso en la provincia italiana de Abruzzo , cerca de L'Aquila , y ubicado dentro de la montaña Gran Sasso de 2912 metros de altura . Su lugar bajo una profundidad de roca equivalente a 3200 metros de agua era importante para protegerse de los rayos cósmicos . A este laboratorio se accede por la carretera A-24, que atraviesa la montaña.
Detector
El tanque detector de 54 m 3 se llenó con 101 toneladas de solución de tricloruro de galio - ácido clorhídrico , que contenía 30,3 toneladas de galio. El galio en esta solución actuó como el objetivo de una reacción nuclear inducida por neutrinos , que lo transmutó en germanio a través de la siguiente reacción:
- ν e + 71 Ga → 71 Ge + e - .
El umbral para la detección de neutrinos por esta reacción es muy bajo (233,2 keV), y esta es también la razón por la que se eligió el galio: otras reacciones (como con el cloro -37) tienen umbrales más altos y, por lo tanto, no pueden detectar neutrinos de baja energía. De hecho, el umbral de baja energía hace que la reacción con galio sea adecuada para la detección de neutrinos emitidos en la reacción inicial de fusión de protones de la reacción en cadena protón-protón , que tienen una energía máxima de 420 keV.
El germanio-71 producido se extrajo químicamente del detector y se convirtió en germano ( 71 GeH 4 ). Su decaimiento, con una vida media de 11,43 días, fue detectado por contadores. Cada desintegración detectada correspondió a un neutrino detectado.
Resultados
Durante el período 1991-1997, el detector midió una tasa de captura de 73,1 SNU ( unidades de neutrinos solares ). El experimento de seguimiento de GNO encontró una tasa de captura de 62,9.
La tasa de neutrinos detectada por este experimento no estuvo de acuerdo con las predicciones del modelo solar estándar . Gracias al uso de galio, fue el primer experimento en observar neutrinos pp solares iniciales. Otro resultado importante fue la detección de un número menor de neutrinos de lo que predijo el modelo estándar (el problema de los neutrinos solares ). Después de la calibración del detector, la cantidad no cambió. Esta discrepancia se ha explicado desde entonces: tales detectores de neutrinos radioquímicos son sensibles solo a los neutrinos electrónicos, y no a los neutrinos muónicos o neutrinos tau , de ahí que la oscilación de los neutrinos electrónicos emitidos por el sol y viajando a la Tierra explica la discrepancia.
Otros experimentos
La primera detección de neutrinos solares, el Experimento de Homestake , utilizó cloro -37 para detectar neutrinos con energías de hasta 814 keV.
Después del final de GALLEX, su proyecto sucesor, el Observatorio de Neutrinos de Galio o GNO, se inició en LNGS en abril de 1998. El proyecto continuó hasta 2003.
Un experimento similar que detectó neutrinos solares usando galio-71 líquido fue el Experimento Ruso-Americano del Galio SAGE .
Referencias
enlaces externos
Coordenadas : 42 ° 25'14 "N 13 ° 30'59" E / 42.42056 ° N 13.51639 ° E