Search for axions at the nuclear power reactor biblis A

Summary

An experiment for the detection of the decay of hypothetical penetrating particles, the axions, into 2 photons was performed at the nuclear power reactor Biblis A. Coincident γ-radiation emerging from a shielded decay volume was measured with a 7 NaI(Tl)-detector system during ~ 2 years. The net effect was deduced from measurements at full and at zero reactor power and at different angular orientations of the detector, making use of the expected decay kinematics. A new upper limit is obtained for the averageQ-value (= axion production ratio x decay rate in laboratory system) of l.l · 10⁻⁸/s (c.l. = 95%), referring to the whole anticipated reactor γ-spectrum of magnetic multipolarity. This excludes by far the axion as postulated in the standard axion theory.

Riassunto

È stato effettuato un esperimento per rivelare il decadimento di particelle ipotetiche penetranti, gli assioni, in due fotoni al reattore nucleare Biblis A. È stata misurata una radiazione γ emergente da un volume di decadimento schermato con un sistema di 7 rivelatori NaI(Tl) per circa 2 anni. L’effetto netto è stato dedotto da misure a potenza piena e nulla del reattore e diverse orientazioni angolari del rivelatore, facendo uso della cinematica di decadimento attesa. Si ottiene un nuovo limite superiore per il valore medioQ (rapporto di produzione di assioni × tasso di decadimento nel sistema di laboratorio) di 1.1 · 10⁻⁸/s (cl. = 95%), facendo riferimento all’intero spettro γ di multipolarità magnetico anticipato del reattore. Ciò esclude in gran parte l’assione come è stato postulato nella teoria standard degli assioni.

Резюме

В энергетическом яде рном реакторе « Библи с А » проводился экспери мент по детектированию ра спада гипотетически х проникающих частиц, а ксионов, на два фотона. В течени е ∼ 2 лет с помощью дете ктирующей системы 7 NaI(Tl) измерялось совпадаю щее γ-излучение из экранированного объ ема, в котором предпол агалось происходит распад. Ре зультирующий эффект определяется из изме рений при полной и при нулев ой мощности реактора и при различных угловых ор иентапиях детектора, используя предполагаемую кине матику распада. Получен новы й верхний предел для средней ве личины Q, равный 1.1·10^-8 с_-1 (95%). Это исключает, по существу, аксион, как п остулируется в станд артной теории аксиона.