Пресс-центр

Семинар с международным участием по физике нейтрино

В НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ 26 марта состоялся семинар на тему "Прецизионные измерения параметров фундаментальных взаимодействий с помощью (анти)нейтрино". С докладом выступил гость из США – Роберто Петти (Roberto Petti), профессор из Университета Южной Каролины.

На сегодняшний день экспериментальная физика нейтрино является одним из самых динамично развивающихся секторов физики элементарных частиц. Причем исследуются нейтрино из всевозможных источников: рождающиеся на Солнце (солнечные нейтрино); в космосе (космические), в том числе и нейтрино из сверхновых; при радиоактивных распадах в недрах Земли (геонейтрино); возникающие при взаимодействии космических лучей с атмосферой (атмосферные); а также созданные руками человека: на атомных реакторах (реакторные) и ускорителях (ускорительные). Из-за того, что диапазон энергий нейтрино, доступных для изучения, чрезвычайно широк, а вероятность взаимодействия нейтрино с веществом очень маленькая (сильно зависящая от энергии) величина, для каждого из возможных типов нейтрино существуют свои экспериментальные подходы и эксперименты (см. рисунок 1).

На семинаре Отделения физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ речь шла о нейтрино, получаемых на ускорителях, когда при взаимодействии протонов высоких энергий и ядерной мишени рождаются адроны, которые собирают в пучки и направляют в специальный канал, где в процессе цепочки распадов образуются преимущественно мюонные нейтрино и антинейтрино. Обычно такие пучки направляют на детектор, находящейся на огромном расстоянии от ускорителя. Так, в экспериментальной программе, в которой учувствует профессор Петти, нейтрино производят на ускорителе в лаборатории им. Энрико Ферми (Чикаго, США) и направляют на большой подземный детектор, расположенный на расстоянии 1300 км в штате Южная Дакота (см. рисунок 2). В рамках программы Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) предусмотрено создание пучков (анти)нейтрино высокой интенсивности и оборудование двух подземных лабораторий: одной для ближнего, а другой дальнего детектора нейтрино. Основная задача ближнего детектора – осуществить как можно более точный мониторинг интенсивности и энергетического спектра полученного нейтринного пучка.

На семинаре была представлена недавно предложенная методика высокоточного контроля нейтринных потоков, основанная на измерении сечения взаимодействия нейтрино с ядрами атома водорода. По точности эта методика может быть сопоставима с методиками мониторинга пучка в экспериментах по глубоко-неупругому рассеянию электронов на ядрах. При этом, при помощи такой установки становится возможным не только мониторировать нейтринный пучок, но и изучать фундаментальные взаимодействия. Такая программа прекрасно дополнит исследования на коллайдерах и ускорительные эксперименты на фиксированных (покоящихся) мишенях, ядерно-физические эксперименты. Подробнее о программе исследований можно узнать из материалов семинара.

Дизайн ближнего детектора базируется на хорошо изученных и опробованных технологиях, схожих с теми, что применяются в детекторе переходного излучения эксперимента ATLAS на БАК, огромную роль в создании которого сыграли физики НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ. Возможно, знания и наработки сотрудников Института пригодятся и в проекте модернизации ближнего детектора. Также обсуждается вопрос возможности участия физиков НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ в эксперименте по измерению констант фундаментальных взаимодействий с помощью высокоинтенсивных пучков (анти)нейтрино