GALLEXのソースを表示

'''GALLEX'''あるいは'''Gallium Experiment'''は1991年から1997年まで[[グラン・サッソ国立研究所]](LNGS)で稼働していた[[放射化学]][[ニュートリノ検出器]]である。1998年から2003年まで、'''GNO''' ('''Gallium Neutrino Observatory''')として実験が継続された。このプロジェクトは[[ハイデルベルク]]の[[マックス・プランク研究所|マックス・プランク核物理学研究所]]が主導するフランス、ドイツ、イタリア、イスラエル、ポーランドそして米国の研究者の国際共同研究グループによって実施された。

この検出器は[[太陽ニュートリノ]]を検出し、[[太陽]]エネルギー創出のメカニズムに関する理論を証明するために設計された。この実験（そして同時期に行われたSAGE実験）より前には、低エネルギー太陽ニュートリノは観測されたことがなかった。

== 所在地 ==
実験の主な構成要素である、タンクとカウンターは、[[イタリア]]の[[アブルッツォ州]]の[[ラクイラ]]の近くにあるグラン・サッソ国立研究所の地下宇宙物理学実験室にあり、高さ2912メートルの[[グラン・サッソ]]の内部に位置した。3200メートルの水に相当する深さの岩の下に位置することは[[宇宙線]]を遮蔽するために重要だった。この実験室には、山を貫通する高速道路A-24によってアクセス可能である。

== 検出器 ==
54m<sup>3</sup>の検出器タンクが30.3トンの[[ガリウム]]を含む101トンの[[塩化ガリウム(III)|三塩化ガリウム]]-[[塩酸]]溶液で満たされた。この溶液中のガリウムが[[ニュートリノ]]起因の[[原子核反応]]の標的として働き、以下の反応によって[[ゲルマニウム]]に変化する。
:{{粒子の記号|νe}} <chem>+ ^{71}Ga -> ^{71}{Ge} + {\it{e}}^-</chem>

この反応によるニュートリノ検出の閾値は233.2keVであり、これもガリウムを選択した理由である。その他の反応（[[塩素]]-37による反応など）はより高い閾値を持ち、低エネルギーのニュートリノを検出できない。この低エネルギー閾値のためにガリウムによる反応は、[[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（エネルギー上限値420keV）の検出に適している。

生成されたゲルマニウム-71は検出器から化学的に抽出され、[[ゲルマン (化合物)|ゲルマン]] (<sup>71</sup>GeH<sub>4</sub>)に転換された。これは[[半減期]] 11.43日で崩壊し、カウンターで検出された。それぞれの検出された崩壊がひとつの検出されたニュートリノとして対応付けられた。

== 結果 ==
1991年から1997年の間、検出器で総計73.4 SNU（[[太陽ニュートリノ単位]]）が計測された<ref>{{cite journal |last= Kaether |first=F. |last2=Hampel |first2= W. |last3=Heusse |first3=G. |last4=Kiko |first4=J. |last5=Kirsten |first5=T. |date=22 February 2010 |title=Reanalysis of the Gallex solar neutrino flux and source experiments |journal=[[Physics Letters B]] |publisher= |volume=685 |issue=1 |pages=47-54 |doi=10.1016/j.physletb.2010.01.030 |arxiv=1001.2731 }}</ref>。

この実験で検出されたニュートリノの割合は標準太陽モデルの予測と整合した。ガリウムを使用したおかげで、太陽初期のppニュートリノを初めて観測した実験となった。もう一つの重要な結果は、標準モデルの予測よりニュートリノ検出数が少ないこと（[[太陽ニュートリノ問題]]）である。検出器の校正後も、検出量に変化は認められなかった。この不一致（[[太陽ニュートリノ問題]]の一例）はその後説明がなされている。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のみに感度があり、第二および第三世代のフレーバーのニュートリノには感度がない。そして太陽から放出された電子ニュートリノが、地球と太陽の間で[[ニュートリノ振動]]することで不一致が引き起こされていた。

== その他の実験 ==
最初に太陽ニュートリノを検出したのはHomestake実験で、[[塩素]]-37を用いてエネルギー814keV以下のニュートリノを検出した。

GALLEXの終了後にその後継プロジェクト、ガリウムニュートリノ天文台（GNO）がLNGSで1998年4月に開始した<ref>{{cite web|url=http://www.infn.it/csn2/schede_2000/GNO.htm|title=GNO (Gallium Neutrino Observatory)|language=en|date=2000年10月|accessdate=2019年7月17日}}</ref>。

同じように液体ガリウム-71を用いた太陽ニュートリノ検出実験として、ロシアとアメリカによる{{仮リンク|SAGE実験|en|SAGE (Soviet–American Gallium Experiment)}}がある。

== 出典 ==
{{reflist}}

== 外部リンク ==
* [https://www.mpi-hd.mpg.de/lin/research_history.de.html The GALLEX experiment]

{{DEFAULTSORT:GALLEX}}
[[Category:放射線・放射能計測機器]]
[[Category:ニュートリノ観測所]]