Misura della massa dellelettrone e della costante di

Misura della massa dell’elettrone e della costante di Planck G. Benedetti 1, M. Bonifazi 2, M. Cucchi 1, E. De Santis 3, P. Ferro 4, D. Lo Presti 3, S. Marcelli 3, M. Palombini 5, E. Pogna 2, D. Riccardi 6, M. Ronzoni 7, A. Russomando 4, F. Sussarello 7, L. Zezza 2 1 Lic. 3 2 Lic. Sc. Farnesina - Roma Sc. T. Levi Civita - Roma Lic. Sc. B. Touschek - Grottaferrata 4 Lic. Sc. F. d’Assisi - Roma 5 Lic. Sc. E. Amaldi - Roma 6 Lic. Sc. C. Cavour - Roma 7 Lic. Sc. Tecn. Cannizzaro - Colleferro 20 - 30 Giugno 2005 Stage Residenziale 2005

Misura della massa dell’elettrone ü Apparato di misura ü Spettri delle sorgenti 22 Na, 60 Co, 137 Cs ü Calibrazione in energia del MCA ü Determinazione del Compton Edge del 137 Cs ü Calcolo di me e confronto con il valore teorico 2

Apparato di Misura E Na. I Vmax = k E Amp. L. G. S. M. C. A Vmax = G k E L. G. S. = Linear Gate Stretcher M. C. A = Multi. Channel Analyzer 3

Spettri MCA 22 Na 137 Cs 4

Spettri MCA 60 Co 5

Fitting Spettri MCA Fit gaussiano dei picchi presenti negli spettri g = A exp {¯ (x - x 0)2 2 2 } La procedura di fitting consente di determinare i parametri fondamentali dello spettro sperimentale: x 0 = valore centrale posizione del picco: = varianza x 0 ± 6

Calibrazione in Energia dalla posizione dei picchi negli spettri determino calibrazione in energia dei canali del MCA note le energie teoriche dei fotoni emessi dalle varie sorgenti E teorica x 0 ± (Me. V) (chs MCA) Na 0. 511 1265. 2 ± 66. 1 Cs 0. 662 1810. 2 ± 59. 9 Co 1 1. 17 3138. 3 ± 111. 3 Co 2 1. 33 3515. 0 ± 150. 9 Picco 7

Fit Lineare x=a. E+b x (chs MCA) Calibrazione in Energia a = 2752. 4 ± 150. 1 chs Me. V-1 b = -77. 0 ± 114. 8 chs E teorica (Me. V) 8

Compton Edge del Cesio h ’ θ h T C. E. corrisponde al caso in cui il fotone viene diffuso all’indietro, ovvero θ = massima energia cinetica per l’elettrone 2ε ECE = h 1+2ε 137 Cs con: ε = h mec 2 9

Compton Edge del Cesio Fit del Compton Edge del fotopicco del Cs: distribuzione di Fermi B f= 1 + exp { x - x. CE p } a cui, in base alla retta di calibrazione, corrisponde un’energia x. CE - b ECE = a 10

Compton Edge del Cesio Calcolo dell’errore con cui è determinata ECE x. CE ± x. CE ECE = ECE { a ± a x. CE)2 + ( b)2 + 2 (x. CE - b) Valore sperimentale: b ± b ( a a 1/2 ) } 2 ECE = 494. 3 ± 49. 7 ke. V 11

Calcolo di me Noto ECE si calcola: me c 2 = 2 E E -1 ECE ( ) dove E indica l’energia teorica del fotopicco del Cesio (= 0. 662 Me. V) con un errore: mec 2 = 2 E (E ) 2 ECE CE Valore sperimentale: mec 2 = 449. 1 ± 178. 3 ke. V da confrontare con il valore teorico di 511 ke. V 12