Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Сибирские ученые создали кристаллы, которые могут преобразить современную физику

Сибирские ученые впервые в мире получили высококачественные кристаллы для экспериментов, которые могут показать ошибочность современной основополагающей физической теории — Стандартной модели элементарных частиц.

Кристаллы молибдата цинка и вольфрамата кадмия, выращенные в Институте неорганической химии СО РАН (Новосибирск), планируется использовать в создании детекторов для эксперимента по поиску так называемого безнейтринного двойного бета-распада. Если исключительно редкое событие будет зафиксировано, это будет означать, что считавшаяся ранее безмассовой элементарная частица нейтрино имеет массу и является античастицей для самой себя, а значит, Стандартная модель нуждается в пересмотре.

«Первыми в мире мы вырастили кристаллы вольфрамата кадмия и молибдата цинка, обладающие необходимыми свойствами для регистрации редких событий, в частности, для изучения неуловимых частиц нейтрино», — сказал РИА Новости заведующий лабораторией роста кристаллов ИНХ СО РАН Владимир Шлегель.

По его словам, испытания кристаллов молибдата цинка в Институте масс- и ядерной спектрометрии в Орсе (Франция), а также в одной из крупнейших подземных лабораторий мира — Национальной лаборатории Гран-Сассо итальянского Национального института ядерной физики, показали, что на сегодня этот материал является одним из лучших кандидатов для использования в детекторах двойного бета-распада.

Шлегель и его коллеги с Украины, из Франции, Италии и США в статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, показали, что детекторы из таких кристаллов обладают исключительно высокой чувствительностью при фоновом сигнале, близком к нулю.

«Низкотемпературные сцинтилляционные болометры из молибдата цинка являются подходящими кандидатами для будущих экспериментов по поиску безнейтринного двойного бета-распада», — говорится в статье.

Неуловимый безнейтринный

Двойным бета-распадом называют один из видов радиоактивного распада атомного ядра, который наблюдается крайне редко и сопровождается испусканием двух электронов и двух нейтрино. Некоторые теории предсказывают существование безнейтринного двойного бета-распада, который до сих пор не был достоверно обнаружен в эксперименте.

Соавтор исследования, Федор Даневич из киевского Института ядерных исследований, пояснил РИА Новости, что более 10 лет назад группа ученых из Германии и России проводила в Италии эксперимент по поиску безнейтринного распада с помощью детекторов, изготовленных из изотопа германия-76.

В 2001 году руководитель германской части научной группы Ханс Клапдор-Кляйнгротхауз (Hans Klapdor-Kleingrothaus) и несколько его коллег, без согласования с другими членами коллаборации, опубликовали статью, в которой заявляли, что им удалось зафиксировать безнейтринный распад.

«Коллаборация в целом этот результат не приняла. Он пошел против коллаборации, русскую часть даже не предупредил. До сих пор остается неясным, наблюдали они эффект или нет, до сих пор этот результат интригует», — сказал Даневич.

Эксперименты, в которых исследуют двойной бета-распад, требуют очень долгого времени наблюдений, ведь даже разрешенный Стандартной моделью двухнейтринный двойной бета-распад является самым редким процессом во Вселенной, зарегистрированным человечеством. При тех периодах полураспада, на которые нацелены сейчас лучшие эксперименты, пытающиеся увидеть неуловимый процесс, в десятикилограммовом детекторе за несколько лет наблюдений ожидается всего несколько распадов, отметил Даневич.

Стандартная модель и «суперкристаллы» из Новосибирска

Может или не может происходить безнейтринный бета-распад, зависит от свойств нейтрино, поясняют ученые. Если такой тип распада будет надежно зафиксирован, это будет означать, что нейтрино имеет массу и является майорановской частицей, тождественной своей античастице. Даневич отмечает, что это станет открытием нового типа материи.

По его словам, ранее наличие массы у нейтрино было надежно доказано в экспериментах с осцилляцией нейтрино, однако они не позволяют определить ее значение.

«Величину массы нейтрино можно измерить в эксперименте с безнейтринным двойным бета-распадом», — сказал собеседник агентства.

Криогенные сцинтилляционные болометры на основе «новосибирских кристаллов» открывают новые возможности в этой сфере исследования.

«Это очень перспективная и инновационная техника», — сказал Даневич.

Эксперимент предполагает, что несколько десятков килограммов кристаллов молибдата цинка будут помещены в место, надежно изолированное от космических лучей и очищенное от всех источников радиации. Это могут быть, например, подземные тоннели лаборатории Гран-Сассо, где работают многие другие нейтринные эксперименты, в числе которых прославившийся открытием гео-нейтрино (то есть, нейтрино из глубин Земли) эксперимент Borexino.

Когда в ядре атома молибдена происходит безнейтринный двойной бета-распад, он испускает два электрона, вызывающих сцинтилляционную вспышку и небольшое повышение температуры, которые фиксируются чрезвычайно чувствительными сенсорами.

«Мы получаем и световой сигнал и тепловой, а главное, что энергетическое разрешение получается очень высоким», — пояснил ученый.

Он добавил, что для надежного доказательства существования безнейтринного распада требуется зафиксировать хотя бы 10–15 событий.

Для успешного поиска безнейтринного распада подходит очень небольшое число изотопов – не более десятка. Молибден-100 — один из лучших, у него выше энергия распада и, следовательно, больше шансов «поймать» событие.

«Очень большое достижение новосибирцев, что они сделали этот кристалл достаточно высокого качества и достаточно больших размеров. Раньше говорили, что этот кристалл вообще невозможно вырастить. Были попытки в Москве и в Харькове, но в Новосибирске его довели до практически идеального состояния», — сказал Даневич.

По его словам, сейчас сибирские коллеги работают над тем, чтобы создать технологию, способную дать требуемое для эксперимента количество и качество кристаллов.

«Нам нужны сотни килограммов, чтобы провести эксперимент, способный увидеть массу нейтрино — если схема массовых состояний этой частицы инвертирована, а чтобы повысить шансы, увидеть этот распад — нужны кристаллы из обогащенного изотопа молибдена-100», — сказал Даневич.

Уже через пару лет ученые рассчитывают начать демонстрационный эксперимент с несколькими килограммами таких кристаллов, чтобы проверить, насколько хорошо они «работают». После этого будет приниматься решение о начале полномасштабного эксперимента, который будет проводиться, скорее всего, на европейские деньги. Как отметил Даневич, детекторы на основе кристаллов молибдата цинка также могут быть использованы для поиска темной материи и регистрации солнечных нейтрино.

«Для строительства полноценного детектора нейтрино необходимы сотни и тысячи килограммов полученного нами кристалла, но, поскольку стоимость нужного изотопов молибдена в разы выше, чем платины, пока мы изготовили небольшие экспериментальные образцы весом в 200–300 граммов», — сказал Шлегель.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.7 (13 votes)
Источник(и):

rusnanonet

sibir



Petr21 аватар

Тот факт, что "".....элементарная частица нейтрино имеет массу…" давно известно нормальным физикам. Этот факт непонятен математикам выдающим себя за физиков со своими бредовыми моделями. Эти модели не совпадают с реальной природой, поэтому реальную природу эти псевдофизики называют аномальной.