группа мезоядерных реакций

ГРУППА МЕЗОЯДЕРНЫХ
РЕАКЦИЙ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Вед.н.с. к.н.
Ст.н.с. к.н.
Ст.н.с.
Cт.н.с. к.н.
Н.с.
Н.с.
Н.с.
Инж. пр.
Инж.оп.пр.
Монт. р/а
- Семенчук Г.Г.
- Маев Е.М.
- Петров Г.Е.
- Воропаев Н.И.
- Балин Д.В.
- Смиренин Ю.В.
- Маев О.Е.
- Фотиева Е.В.
- Дубограй B.C.
Еремеев А.Д.
Группа Шапкина
Протий-газ
Хим. очистка и
анализ примесей
Лаборатория
Васильева
Система
рециркуляции
Отдел Крившича
MWPC’s, TPC
mCap
ПИЯФ
ГМР
ФТИ им. Иоффе
Анализ
примесей D2
Лаборатория
Алексеева
(ОНИ)
Протиевая вода
Стандартная Модель и структура
нуклонов
 Gv = 0.9755 ± 0.0005
 Ga = 1.245 ± 0.003
 Gm = 3.582 ± 0.003

Gp(th) = 8.26 ± 0.23
 Gp = 6 – 12
 Gp (RMC) = 12.2 ± 0.9 ± 0.4
Стратегия MuCap эксперимента

Измерение времени жизни mс точностью 10ppm, регистрация
1010 m→enn распадов
 S = 1/m- - 1/m+ ~ 1%





Однозначность интерпретации
захват из F=0 состояния mp атома при плотности LH2 1%
Использование методики активной мишени (TPC)
с точной регистрацией координат и времени остановок
мюонов, реконструкция треков электронов к точке распада
Использование ультрачистого водорода Сz < 10-8
Контроль примесей по реакциям: mp + Z  mZ + p, ~10 ppb N2
Обеспечение изотопической чистоты водорода
mp + d  md + p + 134 eV, примесь D2~1 ppm, диффузия md ~cm
T
= 12 s-1
pμ↑↑
triplet
(F=1)
μ
ortho=506 s-1
ppμ
λop
ortho (J=1)
pμ↑↓
singlet (F=0)
ppμ
para (J=0)
• λpd ~ 1.4x1010 s-1, λppμ ~ 1.9-2.7x106 s-1
• λμz ~ 5x1010 s-1
S= 691 s-1
n+n
para=200 s-1
100% LH2
ppmO
1 % LH2
pm
pm
ppmO
ppmP
time (ms)
ppmP
Верхний катод- 300мкм,Fe,шаг- 3мм, U~ 25-30 кВ,дрейф 0.7см/мкс
Катодная плоскость-80 мкм,Fe,шаг-1мм, зазор- 2x3.5 мм,U~5-6.4 кВ
Аноды- 25 мкм,W(Au),шаг-4мм,75 каналов. Стрипы – 34 канала
IV. the new protium isotope separation facility:
production of ultra-depleted protium
1) sample #74 from column after separation run: cd < 0.14
ppm
(twice analyzed April-15 & May-18)
2) 3 stp-ltr protium sample from run-10 gas
cd < 0.07
ppm
3) 0.5 stp-ltr sample with end-of-run-8 gas
cd = 1.44±0.13 ppm
Ortho-Para Hydrogen
Chromatogram
(Natural hydrogen, Column pressure = 1.2 bar; Reboiler power = 10W)
30
25
Hydrogen composition:
Top:
Para=72.5%
Ortho=27.5%
Bottom:Para=5.0%
Ortho=95.0%
Top
Bottom
20
15
10
5
0
1500
2000
2500
Para
Time
3000
Ortho
3500
main results of ETH protium gas analysis
during two measurement cycles, April-15 and May-18, 2006,
10 hydrogen/protium samples were analyzed with the small ETH
Tandem with unprecedented precision yielding the following results:
1) sample #74 from column after separation run:
(twice analyzed April-15 & May-18)
cd < 0.14
2) 3 stp-ltr protium sample from run-10 gas
cd < 0.07
ppm
ppm
3) 0.5 stp-ltr sample with end-of-run-8 gas
(after applying small corr. of 0.13 ppm)
cd = 1.44±0.13 ppm
4) protium sample with run-9 gas
cd = 1.45±0.14 ppm
5) deuterium enriched sample #50 (“feed through,
no purging”, calculated enrichment factor 41
cd = 76.9±1.6 ppm
→ back-calculation gives for run-8+run-9 gas
cd = 1.40±0.03 ppm
(systematic error not yet determined)
6) “natural” hydrogen from new 2006-bottle
cd = 126.9±1.9 ppm
agrees with Saurer result 04/04/06 old bottle cd = 126.9
ppm
but disagrees with Saurer 01/26/05 old bottle cd = 117.6
ppm
CHUPS + cryogenic separation
column
Status report
for the period
March – April 2006
Histogram shows dramatic accidental suppression in the lifetime spectrum
due to m-e impact parameter cuts (cut radius given in the legend).
Общая набранная статистика
Год
2004
2005
2006
μ+ x 109
0.2
1.4
4.0
5.6
μ- x 109
2.0
3.5
8.0
13.5
За 2006 год набрано данных ~ 25 Tb
D2(ppm)
~1.5
~1.5
<0.07
H20 (ppm)
0.07
0.036
0.02
mCap Unique Capabilities: Muon-OnDemand

Single muon requirement (to prevent
systematics from pile-up)
limits accepted m rate to ~ 7 kHz,
 while PSI beam can provide
~ 70 kHz
 Muon-On-Demand
 Beamline

Kicker Plates
concept
-
m detector
m
TPC
+12.5 kV
-12.5 kV
50 ns switching time
2-Dec-2005
mLan kicker
TRIUMF rf design
kicked
Fig will be
improved
dc
~3 times
higher rate
Summary

Preliminary results 2004 data
S
gP

mCap
730  18
6.95  1.09
theory*
707 - 715
8.26 0.23
2007 plans
1010 events m+and m- and suppl. measurements in 2007
S with 1% uncertainty
 m+d proposal planned for 2007

*including Czarnecki et al. rad. corrections
ФИНАНСЫ 2006
Тема РАН – 600 т.руб + 550 т.руб
 Минобрнаука (поездки) – 37 К USD
 Грант CRDF ~49 K USD
