갤렉스
GALLEX |
GALLEX 또는 갈륨 실험은 1991년부터 1997년 사이에 LNGS(Laboratory Nazionali del Gran Sasso)에서 진행된 방사화학 중성미자 검출 실험이었다. 이 프로젝트는 프랑스, 독일, 이탈리아, 이스라엘, 폴란드, 그리고 맥스 플랑크-인스티투트 ür Kernphyik Heidelberg가 이끄는 미국 과학자들의 국제 협력에 의해 수행되었다. 잠시 중단한 후 1998년 5월부터 2003년 4월까지 GNO(Galium Neutrino Observatory)라는 새로운 이름으로 실험을 계속하였다.
태양 중성미자를 검출하고 태양의 에너지 생성 메커니즘과 관련된 이론을 증명하기 위해 고안되었다. 이 실험(그리고 동시에 진행된 SAGE 실험) 이전에는 저에너지 태양 중성미자에 대한 관측은 없었다.
위치
실험의 주요 구성 요소인 탱크와 카운터는 이탈리아 아브루초 지방의 지하 천체물리 연구소인 로페토리 나치오닐리 델 그란 사소(Laboratori Nazioni del Gran Sasso)에 위치했으며, 2912미터 높이의 그란 사소 산 안에 위치했다. 그것의 수심 3200미터에 해당하는 암석 깊이의 공간은 우주 광선으로부터 보호하는데 중요했다. 이 실험실은 산을 관통하는 A-24 고속도로로 접근이 가능하다.
검출기
54m3 검출기 탱크에는 갈륨 트리클로라이드-하이드로염소산 용액 101t이 채워져 있었는데, 이 용액에는 갈륨 30.3t이 들어 있었다. 이 용액의 갈륨은 중성미자가 유도하는 핵반응의 표적 역할을 하였는데, 이는 다음과 같은 반응을 통해 게르마늄으로 변환되었다.
- νe + 71Ga → 71Ge + e−.
이 반응에 의한 중성미자 검출의 문턱은 매우 낮으며(233.2 keV) 갈륨을 선택한 이유이기도 하다. 다른 반응(염소-37과 마찬가지로)은 임계값이 높아 저에너지 중성미자를 검출할 수 없다. 실제로 낮은 에너지 문턱은 최대 420 keV의 에너지를 갖는 양성자-프로톤 체인 반응의 초기 양성자 융합 반응에서 방출되는 중성미자를 검출하는 데 적합한 갈륨 반응을 만든다.
생산된 게르마늄-71은 검출기에서 화학적으로 추출해 게르마늄(71GeH4)으로 변환했다. 반감기가 11.43일인 그것의 부패는 카운터에 의해 발견되었다. 각각의 검출된 붕괴는 하나의 검출된 중성미자와 일치한다.
결과.
1991-1997년 기간 동안 검출기는 73.1 서울대(Solar neutriino units)의 포획률을 측정했다. 후속 GNO 실험에서 포획률은 62.9로 나타났다. [1]
이 실험에서 검출된 중성미자의 비율은 표준 태양 모델 예측과 일치하지 않았다. 갈륨을 사용한 덕분에 태양 초기 pp 중성미자를 관찰한 첫 실험이었다. 또 다른 중요한 결과는 예측한 표준 모델(태양 중성미자 문제)보다 적은 수의 중성미자를 검출한 것이다. 검출기(Detector) 보정 후에도 양은 변경되지 않았다. 이후 이러한 불일치가 설명되었다: 그러한 방사화학 중성미자 검출기는 전자 중성미자에만 민감하며, 뮤온 중성미자나 타우 중성미자에 민감하지 않기 때문에, 태양에서 방출되어 지구로 이동하는 전자 중성미자의 중성미자의 중성미자 진동이 그 불일치를 설명하였다.
기타 실험
최초의 태양 중성미자 검출인 홈스테이크 실험은 염소-37을 사용하여 814 keV 이하의 에너지를 가진 중성미자를 검출했다.
GALLEX의 후속 프로젝트가 종료된 후, 1998년 4월에 LNGS에서 갈륨 뉴트리노 천문대 또는 G.N.O가 시작되었다.[2] 이 프로젝트는 2003년까지 계속되었다.
액체 갈륨-71을 이용한 태양 중성미자를 검출한 유사한 실험은 러시아-미국 갈륨 실험 SAGE이다.
참조
- ^ Gavrin, Vladimir N. (2011). "The Russian-American gallium experiment SAGE". Physics-Uspekhi. 54 (9): 941–949. Bibcode:2011PhyU...54..941G. doi:10.3367/UFNe.0181.201109g.0975.
- ^ GNO(갈륨 뉴트리노 천문대), 2000년 10월. 2018년 10월 1일 회수됨.
