В Троицке запущена установка для поиска стерильных нейтрино

25.12.2015



Институт ядерных исследований РАН

Пресс-релиз

В декабре 2015 г. на модернизированной установке Института ядерных исследований РАН в г. Троицке (г. Москва) начался эксперимент по поиску "стерильных нейтрино". Установка Троицк ню-масс известна в мире полученным на ней лучшим прямым ограничением на массу нейтрино по спектру электронов, рожденных в бета-распаде ядер трития. Модернизированная установка направлена на поиск стерильных нейтрино, которые могут составлять темную материю во Вселенной. Несколько дней назад завершился первый сеанс наблюдений на обновленной установке и собраны первые данные.

Сегодня, исследование свойств нейтрино - одно из самых активно развивающихся направлений в физике элементарных частиц. Исследования в нейтринном секторе направлены на поиск и изучение “новой физики”, т.е. физики за пределами Стандартной модели элементарных частиц, построение которой триумфально завершилось с экспериментальным открытием бозона Хиггса. Для изучения нейтрино организуется множество крупных международных экспериментов, но важные результаты все еще можно получить и на небольших, по современным масштабам, установках. В начале декабря 2015 г. на модернизированной установке Института Ядерных Исследований РАН в Троицке начались эксперименты по поиску "стерильных нейтрино". Эти эксперименты представляют особый интерес в связи с тем, что стерильные нейтрино могут составлять загадочную темную материю во Вселенной.

Установка исходно спроектирована для измерения массы электронного антинейтрино. Идея эксперимента была предложена в 1985 г. В. М. Лобашевым и П. Е. Спиваком. Несмотря на его скромный масштаб, его инженерная сложность и по сегодняшним меркам очень высока. На момент создания установки многие ученые считали, что выполнить поставленные задачи технически невозможно. Тем не менее, потратив на настройку оборудования и измерения почти 20 лет, академик В. М. Лобашев получил лучшее в мире ограничение сверху на массу электронного нейтрино - 2 эВ (Phys.Rev. D84 (2011) 112003). Таким образом, показано, что масса нейтрино более чем в 250 000 раз меньше, чем масса электрона, самой легкой частицы с известной массой. Спустя много лет, принцип работы Троицкой установки заложен в основу эксперимента KATRIN, который в настоящий момент находится на стадии сборки и наладки в Карлсруэ (Германия).

Несколько лет назад в ИЯИ РАН началась масштабная модернизация эксперимента для работы в новом направлении - поиск стерильных нейтрино. Принцип работы - исследование бета-спектра трития - был сохранен, но многие элементы установки были заменены и, что самое главное, диапазон измеряемых энергий электронов был существенно расширен. После многоэтапной наладки, в начале декабря 2015 г. был произведен первый рабочий запуск обновленной установки. Ожидается, что в ближайшие два-три года на ней можно будет получить экспериментальные ограничения на примесь стерильных нейтрино в космологически интересном диапазоне масс до 3-5 кэВ, которые будут значительно превосходить существующие на сегодняшний день пределы. Аналогичные эксперименты по поиску стерильных нейтрино в скором времени начнутся и в Германии.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской Академии наук (ИЯИ РАН) образован в 1970 году для создания современной экспериментальной базы и развития исследований в области физики элементарных частиц и высоких энергий, атомного ядра, физики и техники ускорителей, физики космических лучей, космологии и физики нейтрино. 24 декабря 2015 года Институт отмечает 45-летний юбилей.

Контактные лица:

Ткачев Игорь Иванович, член-корреспондент РАН, заведующий отделом экспериментальной физики ИЯИ РАН, tkachev@ms2.inr.ac.ru, +7 (495)851-01-90, +7(495)792-24-30,

Рубцов Григорий Игоревич, заместитель директора ИЯИ РАН, grisha@ms2.inr.ac.ru, +7(499)135-05-85, +7(903)755-17-32

©РАН 2019