Поиск - новости науки и техники

Заговорят антимиры. Завершено создание российско-французского детектора антинейтрино.

В проекте ШООЗ-2, который выполняется российскими учеными в рамках Международной ассоциативной лаборатории НИЦ “Курчатовский институт” – CNRS (Франция), завершено сооружение нейтринного детектора для наблюдения антинейтрино от ядерных реакторов, расположенных на АЭС в Шооз (Арденны, Франция). Детектор готов для сбора данных по изучению фундаментальных свойств нейтрино, имеющих важные последствия для физики частиц, астрофизики и космологии.
Нейтрино – это электрически нейтральные элементарные частицы. В природе существуют три типа нейтрино и соответствующие им антинейтрино. Хотя их существование было предсказано в 1930 году, первое экспериментальное наблюдение было выполнено только в 1956-м. Из-за слабого взаимодействия с другими частицами вещество для нейтрино почти совершенно прозрачно, и нужны большие чувствительные детекторы для их регистрации.
В конце 1990-х годов были получены важные подтверждения эффекта нейтринных осцилляций, и соответствующие эксперименты были отмечены Нобелевской премией 2002 года по физике. Осцилляции описывают превращения “на лету” одного типа нейтрино в другие, и наблюдение этого эффекта возможно, только если нейтрино имеют массу. Осцилляции зависят от трех параметров (углов смешивания), два из которых являются большими и уже измерены. Третий параметр, угол смешивания, очень мал и до сих пор не измерен. В предыдущем эксперименте ШООЗ удалось определить только его верхнюю границу. Новый детектор ШООЗ-2 является первой установкой нового поколения реакторных экспериментов, нацеленной на измерение этого фундаментального параметра для физики нейтрино, которая является ключевой областью исследований элементарных частиц.
Проект ШООЗ-2 предусматривает создание двух идентичных детекторов. Первый детектор, расположенный на расстоянии около 1 км от ядерных реакторов, заполнен жидким сцинтиллятором и приступил к сбору данных. Уже в 2011 году измерение числа антинейтрино по сравнению с ожидаемым потоком от реакторов позволит значительно улучшить чувствительность эксперимента. Второй детектор расположен на расстоянии 400 м от реакторов и будет готов к работе в 2012 году. На таком расстоянии эффект нейтринных осцилляций еще не успевает проявиться. Сравнивая результаты одновременных измерений двух детекторов, угол смешивания можно будет определить с высокой точностью.
В каждом детекторе используется жидкий органический сцинтиллятор, специально разработанный для этого эксперимента. Нейтринная мишень в центре детектора состоит из 10 м3 сцинтиллятора с добавками гадолиния, который позволяет регистрировать позитроны и нейтроны реакций обратного бета-распада, вызванных реакторными антинейтрино. Мишень окружена тремя слоями других жидкостей для защиты от космических частиц и подавления окружающей радиоактивности. Она просматривается 390 погруженными в жидкость фотоумножителями, которые преобразуют сигналы взаимодействия нейтрино в электрические импульсы. Эти импульсы накапливаются и обрабатываются в электронном измерительном комплексе, который готов к сбору данных в последующие пять лет. Введение в строй новых детекторов гарантирует, что физика нейтрино будет оставаться одной из самых плодотворных областей физики частиц, как это было в прошедшие 50 лет.
В коллаборацию ШООЗ-2 входят научно-исследовательские институты и университеты из Англии, Бразилии, Германии, Испании, России, США, Франции и Японии.

Светлана Беляева
(По материалам пресс-релиза НИЦ “Курчатовский институт”)

Нет комментариев