| Название НИОКТР |
Разработка новых методов исследований в физике и астрофизике нейтрино
|
| Аннотация |
Поиск безнейтринного двойного бета-распада является одной из наиболее интересных и актуальных задач современной экспериментальной физики, связывающей ядерную физику с астрофизикой и космологией. Обнаружение этого процесса приведет к двум фундаментальным выводам: закон сохранения лептонного числа нарушается и нейтрино является майорановской частицей. Кроме того, это даст ответ на такие фундаментальные вопросы как шкала масс нейтрино, тип иерархии масс нейтрино и нарушение СР-четности в лептонном секторе. Таким образом, обнаружение 0νββ-распада однозначно будет свидетельствовать о проявлении “новой физики” за пределами Стандартной Модели. Исследование различных изотопов и типов распада позволит получить информацию о механизме безнейтринного двойного бета-распада.
Поиску безнейтринного двойного бета-распада в настоящее время посвящены около десятка действующих или находящихся на стадии запуска крупномасштабных экспериментов, использующих различные изотопы, испытывающие двойной бета-распад. До настоящего времени безнейтринный двойной бета-распад не обнаружен и для его периода полураспада (Т1/2) получены только нижние пределы. Наибольшие ограничения на значения Т1/2 получены на уровне, который превышает 10^26 лет.
Для неоспоримого подтверждения существования безнейтринного двойного бета-распада, он должен быть зарегистрирован на нескольких различных изотопах, поскольку в одном конкретном эксперименте он может быть имитирован различными фоновыми процессами.
Выбор изотопа циркония Zr-96 в качестве кандидата для поиска безнейтринного двойного бета-распада имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими изотопами:
1. Энергия распада (3,356 МэВ для Zr-96) является одной из наибольших и, как следствие, ожидаемая вероятность 0νββ - распада является одной из наибольших.
2. Предварительные оценки показывают, что благодаря большой энергии распада в жидком органическом сцинтилляторе может быть получено хорошее энергетическое разрешение (несколько процентов).
3. Большая энергия распада и высокий атомный номер приводят к тому, что доля событий от двухнейтринного двойного бета-распада (2ν2β), попадающих в область 0νββ - распада, оказывается минимальной по сравнению с другими элементами.
4. Наибольшая энергия внешнего гамма-излучения от естественных радиоактивных изотопов составляет 2.615 МэВ (Tl-208 в ряду Th-232) и существенно меньше энергии 0νββ - распада.
5. Самое важное преимущество состоит в том, что сегодня получают стабильные изотопы Zr-96 предприятием АО «ПО «Электрохимический завод». Это открывает возможность создать уникальный крупномасштабный эксперимент на основе Zr-содержащего жидкого органического сцинтиллятора для поиска 0νββ - распада с большой массой изотопа.
Одной из важнейших мультидисциплинарных задач современной науки лежащей на стыке химии высокомолекулярных соединений и нейтринной физики является разработка Zr-содержащих органических сцинтилляторов для поиска безнейтринного двойного бета- распада. Детектор на основе жидкого сцинтиллятора позволяет осуществить эксперимент с десятками, сотнями и более килограммами растворенного циркония. Эффективность регистрации электронов от 0νββ-распада при этом будет близка к 100 %. Элементосодержащие сцинтилляторы и, в частности, металлсодержащие широко применяются в области нейтринной физики, начиная с первых экспериментов по регистрации антинейтрино с использованием кадмийсодержащего сцинтиллятора и заканчивая проектами по поиску безнейтринного двойного бета-распада, где в жидкий сцинтиллятор предложено вводить такие элементы, как Nd- 150 и Zr- 96 .
В настоящий момент исследована принципиальная возможность использования карбоксилата циркония для создания Zr-содержащих жидких органических сцинтилляторов, предназначенных для регистрации безнейтринного двойного β-распада изотопа Zr-96.
Ожидается, что световыход разработанного сцинтиллятора будет иметь более высокое значение, на уровне более 60% относительно сцинтиллятора [ЛАБ+BPO (3 г/л)]. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что направление исследований в рамках данного проекта будет уникальным и позволит составить конкуренцию на мировом уровне.
Регистрация астрофизических нейтрино высоких энергий требует детекторов с огромной экспозицией и большим объемом. Только так можно исследовать экстремально энергетические процессы во Вселенной, включая активные галактические ядра, остатки сверхновых и крупномасштабные ударные волны.
На Южном полюсе международными научными группами из США, Германии и Швеции построен крупнейший нейтринный телескоп IceCube, а европейский проект KM3NeT развертывает аналогичную систему в Средиземном море. Эти установки, вместе с Baikal-GVD, формируют Глобальную нейтринную сеть, значительно повышая эффективность международных исследований.
Современные нейтринные эксперименты генерируют огромные массивы данных, поэтому разработка эффективных алгоритмов их обработки представляет особую важность. Кроме того, требуется анализ данных, полученных одновременно из разных источников регистрации – многоканальная астрономия. Регистрация трековых событий имеет высокое значение при поиске источников нейтрино высоких энергий, так как точность определения направления прихода таких событий выше, чем точность определения направлений прихода каскадных событий. Поэтому, актуальным и важным является создание алгоритмов классификации срабатываний оптических модулей и определения направления прихода нейтрино в трековых событиях.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
53997.632
|
| Дата начала |
2025-07-01
|
| Дата окончания |
2027-12-30
|
| Номер контракта |
075-03-2025-411/5
|
| Дата контракта |
2025-09-24
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
52-1/-8:539.14 524.1:539.14
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Вересникова Анна Васильевна
|
| Руководитель организации |
Альтудов Юрий Камбулатович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Х. М. БЕРБЕКОВА"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
Аналитические и прогнозные исследования, направленные на выявление больших вызовов и совершенствование системы стратегического планирования, обеспечение конкурентоспособности и научного лидерства Российской Федерации
|
| Основание НИОКТР |
Государственное задание
|
| Последний статус |
2026-01-09 12:17:08 UTC, 2026-01-09 12:17:08 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
редкоземельные металлы; неодим; физика нейтрино; низкофоновые измерения; жидкий сцинтиллятор; изотоп цирконий-96; детектор нейтрино; безнейтринный двойной бета-распад; изотоп неодим-150; цирконий
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.05.01 - Общие вопросы; 29.03.77 - Моделирование физических явлений; 29.15.33 - Ядерная астрофизика. Ядерные взаимодействия космических лучей
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика элементарных частиц и квантовая теория поля; Ядерная физика
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;; а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'AH3TGUIGJVS6DF2HUXE7A04Q'}]}
|
