11 мая 2021

Ученые ИТЭФ сделали новый шаг на пути к разгадке тайны безнейтринного бета-распада

Специалисты НИЦ "Курчатовский институт" – ИТЭФ в рамках международной коллаборации CUPID-Mo получили новые данные, которые позволят приблизиться к пониманию природы нейтрино. Для этого они провели исследование двойного бета-распада изотопа молибдена-100. В ходе эксперимента с высочайшей в мире точностью была измерена скорость двухнейтринного распада и получено лучшее в мире ограничение на безнейтринный распад молибдена-100. Возможность провести такие измерения появилась благодаря детекторам нового типа, разработанным в России. Результаты этого исследования опубликованы в журналах Physical Review Letters и Eur. Phys. J. C.

"Получение таких точных данных о двойном бета-распаде стало возможным благодаря установке CUPID-Mo, расположенной в подземной лаборатории на юге Франции. В ней используются детекторы нового типа на основе кристаллов молибдата лития. Эти детекторы работают при сверхнизких температурах и обладают целым рядом уникальных характеристик", – пояснил начальник лаборатории физики слабых взаимодействий НИЦ "Курчатовский институт" – ИТЭФ Александр Барабаш. Ученый отметил, что для создания этих детекторов было выращено 20 кристаллов молибдата лития.

В настоящее время ученые коллаборации CUPID-Mo готовятся к крупномасштабному эксперименту в области безнейтринного двойного бета-распада. Для него потребуется около 250 кг изотопа молибдена-100 и полторы тысячи кристаллов молибдата лития. Ожидается, что новый эксперимент превзойдет по своей точности все планируемые в настоящее время исследования в этой области. В результате ученые рассчитывают либо обнаружить безнейтринный двойной бета-распад, либо установить новые ограничения на его существование. Это позволит ответить на множество вопросов, связанных с природой нейтрино и сузить область возможных значений его массы.

Двойной бета-распад может идти по различным каналам - как с испусканием двух электронов и двух нейтрино (двухнейтринный распад), так и без испускания нейтрино (безнейтринный распад). Основной интерес представляет безнейтринный распад, поскольку именно он связан с фундаментальными вопросами физики элементарных частиц.

Институт теоретической и экспериментальной физики имени А. И. Алиханова — многопрофильный центр изучения фундаментальных свойств материи. Основные направления исследований: теоретическая и математическая физика, астрофизика, физика элементарных частиц (высоких энергий), ядерная физика, физика плазмы, физика твёрдого тела, нанотехнология, реакторная и ускорительная физика, медицинская физика, компьютерные науки. Институт занимает часть бывшей усадьбы «Черёмушки-Знаменское». Институт был создан постановлением СНК СССР от 1 декабря 1945 года № 3010-895сс «Об организации Лаборатории № 3 Академии наук СССР». В 2006—2012 годах происходил процесс перехода ИТЭФ из состава Росатома в состав центра «Курчатовский институт».