ギャレックス

GALLEXまたはガリウム実験は、1991 年から 1997 年にかけてグランサッソ国立研究所(LNGS)で行われた放射化学ニュートリノ検出実験です。このプロジェクトは、マックスプランク ハイデルベルク物理学研究所が主導するフランス、ドイツ、イタリア、イスラエル、ポーランド、およびアメリカの科学者による国際協力によって実施されました。短期間中断された後、実験は 1998 年 5 月から 2003 年 4 月まで、新しい名前GNO (ガリウム ニュートリノ観測所) で継続されました。

この実験は、太陽ニュートリノを検出し、太陽のエネルギー生成メカニズムに関連する理論を証明するために設計されました。この実験 (および同時に実行されたSAGE 実験) 以前には、低エネルギー太陽ニュートリノの観測はありませんでした。

実験の主要構成要素であるタンクとカウンターは、イタリアの アブルッツォ州ラクイラ近郊の標高2912メートルのグランサッソ山中にある地下天体物理学研究所、グランサッソ国立研究所に設置された。水深3200メートルに相当する岩石の深さの下にあるため、宇宙線を遮蔽するのに重要だった。この研究所へは、山中を通る高速道路A-24号線からアクセスできる。

54 m ^{3 の検出器タンクには、30.3 トンのガリウムを含む 101 トンの}三塩化ガリウム-塩酸溶液が充填されていました。この溶液中のガリウムは、ニュートリノ誘発核反応の標的として機能し、次の反応によって ゲルマニウムに変換されました。

ν _e + ⁷¹ Ga → ⁷¹ Ge + e ⁻。

この反応によるニュートリノ検出の閾値は非常に低く（233.2 keV）、これがガリウムが選ばれた理由でもあります。他の反応（塩素-37など）は閾値が高く、低エネルギーニュートリノを検出できません。実際、エネルギー閾値が低いため、ガリウムとの反応は、最大エネルギーが420 keVである陽子-陽子連鎖反応の最初の陽子融合反応で放出されるニュートリノの検出に適しています。

生成されたゲルマニウム 71 は化学的に検出器から抽出され、ゲルマン( ⁷¹ GeH ₄ ) に変換されました。半減期が11.43 日のその崩壊は、カウンターによって検出されました。検出された各崩壊は、検出されたニュートリノ 1 つに対応していました。

1991年から1997年にかけて、検出器は73.1 SNU（太陽ニュートリノ単位）の捕獲率を測定しました。その後のGNO実験では、捕獲率は62.9でした。^[1]

この実験で検出されたニュートリノの率は、標準的な太陽モデルの予測とは一致しませんでした。ガリウムを使用したため、これは太陽初期のppニュートリノを観測した最初の実験でした。もう1つの重要な結果は、標準モデルが予測したよりも少ない数のニュートリノが検出されたことです（太陽ニュートリノ問題）。検出器の較正後、量は変化しませんでした。この矛盾はその後説明されました。このような放射化学ニュートリノ検出器は電子ニュートリノにのみ感度があり、ミューニュートリノやタウニュートリノには感度がないため、太陽から放出されて地球に移動する電子ニュートリノのニュートリノ 振動がこの矛盾の原因です。

GALLEX とSAGEの結果を合わせた結果、後にBEST実験によって確認された の予想崩壊の欠損が報告され、これはガリウム異常と名付けられました。 ${\displaystyle {}^{71}{\text{Ga}}+\nu _{e}\rightarrow e^{-}+{}^{71}{\text{Ge}}}$

最初の太陽ニュートリノ検出であるホームステイク実験では、塩素-37を使用して、814 keVまでのエネルギーを持つニュートリノを検出しました。

GALLEX終了後、後継プロジェクトであるガリウムニュートリノ観測所（GNO）が1998年4月にLNGSで開始されました。^[2]このプロジェクトは2003年まで継続されました。

液体ガリウム71を使用して太陽ニュートリノを検出する同様の実験は、ロシアとアメリカのガリウム実験SAGEでした。

• GALLEX実験

北緯42°25′14″ 東経13°30′59″ / 北緯42.42056° 東経13.51639° / 42.42056; 13.51639