Новости 19 мая 2017

Международный эксперимент GERDA достиг показателей, необходимых для обнаружения редчайшего радиоактивного распада

Детектор GERDA

Вопрос о причинах преобладания материи над антиматерией во Вселенной – один из фундаментальных вопросов современной физики. Ответ на него может быть получен при выяснении природы нейтрино — частицы, которую крайне сложно зарегистрировать. Она играет центральную роль в механизмах горения Солнца и взрыва сверхновых, а также в процессах формирования элементов во время Большого Взрыва.

Определение свойств нейтрино значительно продвинуло понимание физики элементарных частиц, однако природа самих нейтрино все еще неясна. Согласно одной из наиболее предпочтительных теоретических моделей эта частица идентична своей античастице, а это, в свою очередь, делает возможным редчайший ядерный процесс, называемый двойным безнейтринным бета распадом атома. Важнейший шаг в деле поиска такого распада сделан в настоящее время в эксперименте под названием GERDA (The GERmanium Detector Array) путем достижения наиболее низкого уровня радиоактивного фона в сравнении со всеми конкурирующими проектами. Таким образом, GERDA является первым в мире «бесфоновым» экспериментом по поиску двойного безнейтринного бета распада, сообщает пресс-релиз Института ядерных исследований РАН. Статья, посвященная этому достижению, опубликована в начале апреля в журнале Nature.

В отличие от известного процесса двойного двухнейтринного бета распада, в котором два нейтрона в атомном ядре одновременно распадаются на два протона, два антинейтрино и два электрона, которые можно зарегистрировать, в двойном безнейтринном бета процессе нейтрино отсутствуют. Поэтому суммарная энергия распадных электронов равна энергии распада. Ее измерение и является главной задачей экспериментов по поиску двойного безнейтринного бета распада, а изучение самого процесса проливает свет на природу нейтрино и открывает дорогу новой физике, в связи с чем в настоящее время запущено несколько проектов, направленных на поиск этого редчайшего распада. В них используются различные изотопы и методики регистрации.

Эксперимент GERDA – один из лидеров в этой области физики. Он проводится в Национальной Лаборатории Гран Сассо в Италии силами европейских и российских ученых. В GERDA используются детекторы, изготовленные из особо чистого германия. Поскольку германий является одновременно источником и детектором искомых событий, эффективность регистрации близка к максимально возможной. Так как период полураспада в двойном безнейтринном бета процессе на много порядков превышает возраст Вселенной, именно снижение фона является наиболее критичным для увеличения чувствительности эксперимента.