Спасибо, что вы с нами!

GERDA начала поиск безнейтринного распада

Ученые из международной коллаборации GERDA сообщили, что установка для детекциии двойного безнейтринного распада атома после экспериментального запуска продемонстрировала низкий уровень радиационного фона.
Комментарии
...

Низкий уровень радиоактивного фона означает, что с помощью установки можно будет заметить очень редкий распад частиц, который, возможно, изменит представления о природе нейтрино и поможет понять, почему во Вселенной много вещества и очень мало антивещества, хотя теоретически их должно быть поровну.

Одним из самых важных вопросов современной фундаментальной физики — вопрос, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Ответ может скрываться в понимании природы нейтрино — частицы, которая играет центральную роль в механизмах горения Солнца и взрыва сверхновых звезд, а также в процессах формирования элементов во время Большого взрыва. Определение ее свойств позволило значительно продвинуться в понимании физики элементарных частиц, но природа нейтрино до сих пор неясна.

В соответствии с представлениями итальянского физика Этторе Майораны, существуют частицы, которые могут быть одновременно и своими античастицами. Возможно, нейтрино обладают майорановской природой, и это сможет объяснить недостаток антиматерии во Вселенной. Теоретические модели говорят в пользу того, что в случае майорановской природы нейтрино будет происходить двойной безнейтринный распад, и именно для того, чтобы обнаружить этот распад, и был создан проект GERDA, который проводится в Национальной лаборатории Гран Сассо в Италии силами европейских и российских ученых.

Двойной двухнейтринный бета-распад — это разрешенный процесс, в котором два нейтрона в атомном ядре одновременно распадаются на два протона, два электрона и два антинейтрино. Двойной безнейтринный распад — процесс, «запрещенный» законами физики, и отличается тем, что нейтрино при распаде отсутствуют. Возможно, их просто нельзя обнаружить при распаде потому, что в этот самый момент одно из них становится античастицей и аннигилирует. В таком случае суммарная энергия электронов, которые появляются при распаде, будет равна энергии распада. Измерение этой энергии и есть главная задача проекта GERDA.

Одна из проблем в поиске безнейтринного распада — фон из внешнего излучения (например, космического) и частиц, который мешает детекции и делает наблюдение практически бесполезным. В установке GERDA для защиты от фона использовали криостат, заполненный жидким аргоном, охлажденным до -190°С, погруженный в резервуар с водой объемом 590 м3, который, в свою очередь, расположен в подземной лаборатории Гран Сассо, — толща земли защищает установку от космического излучения. Аргон и вода, используемые в установке, очень чистые и служат дополнительной защитой от окружающей радиоактивности. В криостате находятся детекторы из германия, изготовленные в России, которые служат одновременно и источником событий, которые детектируют.

По словам одного из участников коллаборации Леонида Безрукова, заведующего лабораторией гамма-астрономии и реакторных нейтрино Института ядерных исследований РАН, доктора физико-математических наук, сейчас происходит накопление данных, а первые результаты работы установки будут известны летом 2017 года. Тогда можно будет узнать, удалось ли обнаружить двойной безнейтринный распад. Вообще же, проект GERDA завершит свою работу в 2019 году.

Результаты работы, которые показали что установка защищена от фона, описаны в журнале Nature.

Чем интересна частица нейтрино и почему ученые так активно исследуют ее, смотрите на «Чердаке».

Комментарии
...