Изучение фундаментальных свойств материи на детекторе большого объема в подземной лаборатории Гран Сассо

На Российско – итальянском сцинтилляционно – железном калориметре LVD, расположенном в Италии, под горой Гран Сассо (3 км.в.э.) продолжается непрерывный набор статистического материала и обработка данных в области нейтринной астрофизики, физики космических лучей и изучения редких процессов, предсказываемых теорией.
Основная задача LVD – поиск нейтринных вспышек от гравитационного коллапса звезд. Живое время работы детектора равно 98%.
  Прокалиброваны 20 сцинтилляционных детекторов. Получено, что энергетическая калибровка в области низких энергий соответствует энергетической калибровке, проведенной с помощью мюонов космических лучей .
Изучаются вариации концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD с целью выделения радоновых предвестников землетрясений из фона.
Темп счета детектора LVD выше порога 0.5 МэВ измеряется автоматически каждые 10 минут в течение 10 секунд. Быстродействие и высокая статистическая обеспеченность метода позволяют в режиме реального времени (on-line) непрерывно следить за изменениями концентрации радона в экспериментальном зале, а система сбора информации – компьютеризировать обработку больших массивов данных.
Выяснено, что микросейсмический фон, создаваемый технической деятельностью, оказывает существенное влияние на состояние подпочвенных радоновых полей. Зарядовый состав первичного космического излучения (ПКИ) высокой энергии >10 ТэВ является очень важной характеристикой. Измерить эту характеристику можно регистрируя отношение в потоке мюонов глубоко под землей. Учитывая массы железа и сцинтиллятора, а также вероятности распада и захвата мюона, можно экспериментально определить отношение числа - захватов к количеству распадов мюонов, остановившихся в веществе LVD.
Исследованы возможности энергетической калибровки сцинтилляционных счётчиков детек-тора LVD в диапазоне 2-10 МэВ с помощью γ-источников.
Определены пространственные характеристики потока нейтронов, образуемых мюо-нами космических лучей под землей.
Выделена периодическая составляющая вариаций концентрации радона. Проведен амплитудно-временной анализ вариаций радона.
Определена величина эффективности регистрации захватов и распадов мюонов в ячеи-стой структуре детектора LVD.

На установке LVD (Детектор Большого Объема) лаборатории ЭМДН ИЯИ продолжены комплексные исследования потоков мюонов в области энергий 1 ТэВ, нейтрино космических лучей и характеристик вторичных ядерно-активных частиц, генерируемых мюонами под землей.
Анализируются данные по поиску нейтринных всплесков от гравитационных коллапсов звезд, что является основной задачей эксперимента LVD.
С помощью LVD начат мониторинг параметров пучка от ускорителя в ЦЕРН’е.
Метод исследований базируется на регистрации энерговыделений большими жидкостными сцинтилляционными счетчиками, находящимися в низкофоновых условиях под землей. Установка LVD - секционированный сцинтилляционно-трековый детектор с массой мишени 2 килотонны (масса сцинтиллятора 1 килотонна), находится на глубине 3300 м.в.э. и является крупнейшей в мире сцинтилляционно-трековой установкой.
Исследованы возможности энергетической калибровки сцинтилляционных счетчиков детектора LVD по гамма – линиям с энергией 2.5 и 9.0 МэВ с использованием -источника Со60 и нейтронного источника Cf252. Рассчитаны параметры -источника с линией 9.0 МэВ, производимой в радиационных nNi-захватах.
Измерены величины среднего числа нейтронов, создаваемых в 1г/см2 установки и сцинтиллятора одиночными мюонами, мюонными группами и частицами ядерных и электромагнитных ливней, сопровождающих мюоны. Спектры нейтронов измерены до энергии 300 МэВ, пространственное распределение на расстоянии вплоть до 22 метров от трека мюонов. При обработке использованы статистические данные, полученные с мая 1999 по сентябрь 2002 года на 2 башнях установки LVD.
Определены факторы, приводящие к суточным вариациям концентрации радона в подземном помещении эксперимента LVD.
Эффективность регистрации мюонных распадов в сцинтилляторе оценена в 58%, для распадов отрицательно заряженных мюонов в железе – 22%; для захватов отрицательных мюонов в железе – 13%. Рассчитано изменение энергетического спектра событий с учетом светосбора и флуктуаций выхода фотоэлектронов с фотокатода ФЭУ.