Розрахунки детекторів сонячних нейтрино низьких енергій - Автореферат

Національна Академія наук УкраїниАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Робота виконана у відділі фізики лептонів Інституту ядерних досліджень НАН України. Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Кобичев Владислав Валерієвич Інститут ядерних досліджень НАН України відділ фізики лептонів. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник Денисов Віталій Юрійович Інститут ядерних досліджень НАН України відділ структури атомного ядра. доктор фізико-математичних наук, професор, завідуючий кафедрою теоретичної та експериментальної ядерної фізики Русов Віталій Данилович Одеський національний політехнічний університет. Захист відбудеться 29 листопада 2007 р. о 1415 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.167.01 при Інституті ядерних досліджень НАН України за адресою: 03680, м.Згідно першим експериментальним даним, представленим в 1964 році, отриманий у хлор-аргонному експерименті потік сонячних нейтрино виявився в три рази нижче, ніж передбачалося стандартною сонячною моделлю ССМ. В 90-х роках були отримані данні про осциляції нейтрино в дослідах по вимірюванню потоку атмосферних нейтрино на великій глибині, потім в експериментах із нейтрино від прискорювачів і реакторів (LSND, K2K, KAMLAMD), а також з сонячними нейтрино в експерименті SUPERKAMIOKANDE (Японія), який використовував черенковський детектор. Цей унікальний детектор дозволяє незалежне спостереження реакцій пружного розсіяння нейтрино й розщеплення дейтрона, які чутливі до нейтрино всіх типів (ne,nm,nt), а також реакцій з перезарядкою, в яких приймають участь тільки електронні нейтрино ne. Проте потік 8В нейтрино становить малу частину (»10-4) від загального потоку сонячних нейтрино. У той же час »98% нейтринного потоку від Сонця становлять нейтрино з енергією менш ніж 1 МЕВ: рр-нейтрино та 7Ве-нейтрино.У розділі 1 детально розглянуто передумови пошуку сонячних нейтрино і зокрема сонячних нейтрино саме низьких енергій. Нейтрино від розпаду 8B мають значно меншу інтенсивність, однак їх енергія набагато вище (до 14 МЕВ), а оскільки переріз слабкої взаємодії нейтрино з ядрами збільшується із зростанням енергії, то ці нейтрино також ефективно реєструються у всіх детекторах. В радіохімічних експериментах в результаті захоплення нейтрино виникає дочірнє ядро, яке нестабільне, і спостереження його розпаду дозволяє виміряти потік сонячних нейтрино. Оскільки поріг реєстрації нейтрино становить » 6 МЕВ, цей детектор чутливий лише до нейтрино з високою енергією (борних), що утворюються в результаті розпаду Розрахунки переризів захоплення нейтрино показують, що в детекторі з 10 тоннами індію, буде відбуватися приблизно 1000 реакцій захоплення рр-нейтрино в рік, і приблизно 300 подій захоплення 7Be-нейтрино на рік.Визначено з значно кращою точністю, ніж в попередніх експериментах, форму спектра та період напіврозпаду ядра 113Cd, який дорівнює Т1/2 = (7,7 ± 0,3)?1015 років. Завдяки спеціально розробленому наднизькофоновому спектрометру в даному експерименті вдалося отримати перевищення сигналу над фоном в 50 разів та внаслідок цього в 5 разів покращити точність визначення періоду напіврозпаду та визначити параметри фактора форми чотирикратно забороненого неунікального бета-переходу. Отримані результати свідчать, що вміст природних радіоактивних елементів в цих кристалах є одним з найнижчих з усіх відомих неорганічних сцинтиляторів, тому вони є перспективними кандидатами для експериментів з дослідження та пошуку рідких ядерних процесів, таких як подвійний безнейтринний бета-розпад та реєстрація сонячних нейтрино за допомогою реакції захоплення нейтрино на ядрі 116Cd. Розроблено проект експерименту з використанням сцинтиляційних кристалів CDWO4 для реєстрації реакцій захоплення сонячних нейтрино низьких енергій на ядрі 116Cd. Показано, що для реакції захоплення нейтрино на ядрі 131Xe очікуваний внесок в швидкість реєстрації від рр-нейтрино складе 22%, від берилієвих нейтрино - 40%, від борних - 28%, від інших нейтрино - 10%.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ