Лаборатория ядерных проблем им. В. П. Джелепова

Дата и время: вторник, 13 октября 2020 г., в 15:00

Место: Онлайн конференция в Zoom

Тема семинара: «Исследование процессов двойного бета-распада в экспериментах GERDA/LEGEND и SuperNEMO»

Докладчик: К. Н. Гусев

Аннотация:

На семинаре будут рассматриваться проекты GERDA и SuperNEMO, направленные главным образом на поиск безнейтринного двойного бета-распада (0νββ) на нескольких изотопах с применением различных методик. Обнаружение этого процесса, происходящего с нарушением лептонного числа, было бы прямым указанием на майорановскую природу нейтрино (нейтрино тождественно антинейтрино) и однозначно свидетельствовало бы о существовании Новой физики за пределами Стандартной модели.

Эксперимент GERDA и первая фаза эксперимента LEGEND проводятся в Национальной лаборатории Гран-Сассо (Италия). Они направлены на поиск двойного безнейтринного бета распада ⁷⁶Ge и оперируют с германиевыми детекторами, непосредственно погруженными в жидкий аргон. В GERDA используется 35,6 кг детекторов из германия, обогащенного изотопом ⁷⁶Ge. Эксперимент является первым в мире бесфоновым экспериментом по поиску 0νββ распада благодаря достигнутому беспрецедентному уровню радиоактивного фона в 0,0005 отсчета / (кэВ кг год). На сегодняшний день набор данных в GERDA завершен, и начата подготовка к новому крупномасштабному германиевому проекту LEGEND. В первой фазе этого эксперимента – LEGEND-200 (L-200) ― в модифицированном криостате установки GERDA будут размещены ~200 кг детекторов из обогащенного германия. Помимо краткого обзора экспериментов, на семинаре будут представлены финальные результаты GERDA по поиску 0νββ распада ⁷⁶Ge, полученные в 2020 году. Установлен лучший в мире предел на период полураспада > 1.8*10²⁶ лет.

Уникальная треко-калориметрическая методика, успешно использовавшаяся в эксперименте NEMO-3, с помощью которого были измерены периоды полураспада 2νββ распада и получены ограничения для 0νββ распада для семи изотопов: ⁴⁸Ca, ⁸²Se, ⁹⁶Zr, ¹⁰⁰Mo, ¹¹⁶Cd, ¹³⁰Te, ¹⁵⁰Nd, является основой проекта следующего поколения SuperNEMO. Его цель – поиск 0vββ распадa ⁸²Se с чувствительностью T_1/2 ~ 10²⁶ лет, что соответствует эффективной массе нейтрино < (0.04 – 0.10) эВ. В подземной лаборатории LSM (Франция) завершается сборка первого модуля-демонстратора, призванного подтвердить работоспособность методики прежде всего по контролю фона и возможность ее экстраполяции на сотни килограммов изотопа. Важная особенность подхода SuperNEMO заключается в возможности исследования ββ распада практически любого изотопа, а значит, может быть использована для изучения перспективных изотопов с высокими значениями энергии распада, таких как ⁴⁸Ca, ⁹⁶Zr и ¹⁵⁰Nd (при условии появления новых, более эффективных и дешевых, способов обогащения изотопов).

Подключиться к конференции в Zoom