GALLEX

GALLEX , o Experimento de Galio, fue un experimento de detección radioquímica de neutrinos que se llevó a cabo entre 1991 y 1997 en los Laboratorios Nacionales del Gran Sasso (LNGS). Este proyecto fue realizado por una colaboración internacional de científicos franceses, alemanes, italianos, israelíes, polacos y estadounidenses, liderada por el Instituto Max Planck de Física Nuclear de Heidelberg. Tras una breve interrupción, el experimento se reanudó con el nombre de GNO ( Observatorio de Neutrinos de Galio ) desde mayo de 1998 hasta abril de 2003.

Fue diseñado para detectar neutrinos solares y comprobar teorías relacionadas con el mecanismo de creación de energía del Sol . Antes de este experimento (y del experimento SAGE , que se realizó simultáneamente), no se había observado ningún neutrino solar de baja energía.

Los componentes principales del experimento, el tanque y los contadores, se ubicaban en el laboratorio astrofísico subterráneo Laboratori Nazionali del Gran Sasso, en la región italiana de Abruzzo , cerca de L'Aquila , dentro del monte Gran Sasso , de 2912 metros de altura . Su ubicación bajo una capa de roca equivalente a 3200 metros de agua era fundamental para protegerlo de los rayos cósmicos . Se puede acceder a este laboratorio por la carretera A-24, que atraviesa la montaña.

El tanque detector de 54 m³ ^se llenó con 101 toneladas de solución de tricloruro de galio y ácido clorhídrico , que contenía 30,3 toneladas de galio. El galio en esta solución actuó como blanco para una reacción nuclear inducida por neutrinos , que lo transmutó en germanio mediante la siguiente reacción:

ν _mi + ⁷¹ Ga → ⁷¹ Ge + mi ⁻ .

El umbral de detección de neutrinos mediante esta reacción es muy bajo (232,5 keV), y esta es también la razón por la que se eligió el galio: otras reacciones (como la del cloro -37) tienen umbrales más altos y, por lo tanto, no pueden detectar neutrinos de baja energía. De hecho, el bajo umbral de energía hace que la reacción con galio sea adecuada para la detección de los 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 ( ^71GeH4 ). Su desintegración, con una vida media de 11,468 días, fue detectada por contadores. Cada desintegración detectada correspondía a un neutrino detectado.

Durante el período 1991-1997, el detector midió una tasa de captura de 73,1 SNU ( unidades de neutrinos solares ). El experimento GNO de seguimiento halló una tasa de captura de 62,9. ^{[ 1 ]}

La tasa de neutrinos detectada por este experimento no coincidía con las predicciones del modelo solar estándar . Gracias al uso de galio, fue el primer experimento en observar neutrinos pp iniciales solares. Otro resultado importante fue la detección de un número menor de neutrinos del que predecía el modelo (el problema de los neutrinos solares ). Tras la calibración del detector, la cantidad no varió. Esta discrepancia se ha explicado posteriormente: estos detectores radioquímicos de neutrinos son sensibles únicamente a los neutrinos electrónicos, y no a los neutrinos muónicos ni a los tauónicos ; por lo tanto, la oscilación de neutrinos de los neutrinos electrónicos emitidos por el Sol y que viajan a la Tierra explica la discrepancia.

Los resultados de GALLEX junto con SAGE y posteriormente confirmados por el experimento BEST han reportado un déficit en la desintegración esperada de${\displaystyle {}^{71}{\text{Ga}}+\nu _{e}\rightarrow e^{-}+{}^{71}{\text{Ge}}}$que ha sido denominada la anomalía del galio .

El primer experimento de detección de neutrinos solares, el experimento Homestake , utilizó cloro -37 para detectar neutrinos con energías de hasta 814 keV.

Después de la finalización de GALLEX, su proyecto sucesor, el Observatorio de Neutrinos de Galio o GNO, se inició en LNGS en abril de 1998. ^{[ 2 ]} El proyecto continuó hasta 2003.

Un experimento similar que detectaba neutrinos solares utilizando galio-71 líquido fue el experimento ruso-estadounidense de galio SAGE .

• El experimento GALLEX

42°25′14″N 13°30′59″E / 42.42056°N 13.51639°E / 42.42056; 13.51639