Безнейтринный двойной бета-распад
Безнейтринный двойной бета-распад
Быхало Г.И.
Безнейтринным ($0\nu$) $2\beta$-распадом называют процессы двойного $\beta$-распада ядер без образования нейтрино в конечном состоянии: $A(Z,N)\rightarrow A(Z+2,N-2) + 2e^{-}$. Распад возможен, если лептонное число не сохраняется, то есть, нейтрино $\nu_e$ - истинно нейтральная майорановская частица. Необходимым условием также является смена спиральности нейтрино, что прямо связано с вопросом о массе этой частицы. Средняя оценка характерных периодов полураспада составляет более $10^{23}$ лет. Исследование безнейтринного двойного бета-распада – это один из наиболее чувствительных методов проверки закона сохранения лептонного числа $L_e$. Поиск и наблюдение такого типа распада позволяет получить информацию о природе массы нейтрино и о существовании правых токов в электрослабых взаимодействиях. Это важно для нашего понимания физики и проясняет вопрос о преобладании материи над антиматерией, образовавшихся в результате Большого взрыва.
Показать АннотациюИзотоп $^{48}$Ca. Эксперименты CANDLES и CARVEL
Изотоп $^{48}$Ca. Эксперименты CANDLES и CARVEL
Заверткин К. А.
В статье рассматривается изотоп $^{48}$Ca для наблюдения двойного бета-распада. Также рассматриваются: запущенный эксперимент CANDLES и эксперимент CARVEL, находящийся в стадии проекта. Приведено строение данных детекторов, их характеристики, методы детектирования. Особое внимание уделено рассмотрению фоновых процессов для обоих экспериментов. В качестве результатов представлены: экспериментальное значение чувствительности к двойному бета-распаду в случае CANDLES и результаты моделирования для CARVEL.
Показать АннотациюИзотопы $^{100}$Mo, $^{82}$Se и эксперименты NEMO, MOON, AMoRE
Изотопы $^{100}$Mo, $^{82}$Se и эксперименты NEMO, MOON, AMoRE
Прохоров А. А.
Двойной бета-распад является очень редким ядерным распадом и имеет двух- и без- нейтринные моды распада. В данной статье рассматриваются поиски безнейтринного двойного бета-распада в современных экспериментах NEMO, MOON, AMoRE. Эти эксперименты используют различные детекторы и методы регистрации, поэтому поиски данного распада проходят при разных чувствительностях к его периоду полураспада. Также в статье рассматриваются устройства детекторов, их особенности и перспективы их модернизации для повышения чувствительности к безнейтринному двойному бета-распаду.
Показать АннотациюИзотоп $^{136}$Xe. Эксперименты EXO, NEXT, KamLAND-Zen
Изотоп $^{136}$Xe. Эксперименты EXO, NEXT, KamLAND-Zen
Киселев М. Д.
Данная статья посвящена одной из наиболее актуальных проблем современной ядерной физики, исследованию самой редкой моды радиоактивного распада – двойного бета-распада на примере изотопа ксенон-136. В статье описаны принципы экспериментального наблюдения этой моды распада в ведущих мировых экспериментах в этой области: EXO, NEXT и KamLAND-ZeN. Приведены схемы и описание основных частей экспериментальных установок. Также представлены результаты экспериментов и их сравнение.
Показать АннотациюИзотоп Nd-150, эксперимент DCBA
Изотоп Nd-150, эксперимент DCBA
Куров Е. А.
Эксперимент DCBA (Drift Chamber Beta-ray Analyzer) представляет собой проект по обнаружению двойного безнейтринного бета-распада в элементах Nd-150 и Se-82, в котором используется трековая камера со сверхпроводящим соленоидным магнитом (SCSM). Дальнейший поиск $0\nu\beta\beta$ при увеличении периодов полураспада вплоть до $10^{26}$~с возможен с помощью проекта MTD (Magnetic Tracking Detector), являющимся идейным продолжением эксперимента DCBA. В настоящее время разработка проекта MTD приостановлена по причине технической сложности получения Nd-150 с достаточной степенью обогащения.
Показать АннотациюИзотоп $^{130}$Bа: двойной $e$-захват. Двойной $\beta$-распад $^{238}$U, $^{130}$Te. Гео- и радиохимические методы исследования
Изотоп $^{130}$Bа: двойной $e$-захват. Двойной $\beta$-распад $^{238}$U, $^{130}$Te. Гео- и радиохимические методы исследования
Зотин К.В.
Одним из самых редких известных распадов ядер является двойной $\beta$-распад. Изучение двойного $\beta$-распада осуществляется радиохимическим и геохимическим методами. Впервые двойной $\beta$-распад был обнаружен при изучении изотопа $^{130}$Те и на данный момент он подтверждён ещё у 9 изотопов, самым тяжёлым из которых является $^{238}$U. Двойной $e$-захват был обнаружен у изотопа $^{130}$Ba. Особенный интерес вызывает изучение безнейтринного двойного $e$-захвата, т. к. его наблюдение позволило бы утверждать, что нейтрино является майорановой частицей.
Показать АннотациюПопытки теоретического предсказания периодов полураспада изотопов, подверженных двойному бета-распаду
Попытки теоретического предсказания периодов полураспада изотопов, подверженных двойному бета-распаду
Хирк М. С.
Двойной бета-распад ($2\nu\beta\beta$) является очень редким ядерным распадом. Причиной редкости такого распада является то, что этот процесс имеет запрет второго порядка в Стандартной модели электрослабого взаимодействия. В течение последних 80 лет двухнейтринный двойной бета-распад наблюдался в 12 ядрах, причем их период полураспада лежал в диапазоне от $10^{19}$ до $10^{24}$ лет. В данной статье рассматриваются способы теоретического расчета периодов полураспада изотопов, подверженных двойному бета-распаду. Также рассматриваются некоторые попытки описания экспериментальных данных с помощью эмпирических формул.
Показать АннотациюКраткое введение в теорию майорановских нейтрино
Краткое введение в теорию майорановских нейтрино
Мошарев П. А.
В работе показано, из каких соображений и каким образом в квантовой теории поля вводятся массовые члены нейтрино Дираковского и Майорановского типов. Дан обзор учебной литературы на эту тему и показано, каким образом данные классических экспериментов согласуются с предположением об истинной нейтральности нейтрино.
Показать АннотациюИзучение темы <<Вращательное движение твердого тела>> в курсе общей физики
Изучение темы <<Вращательное движение твердого тела>> в курсе общей физики
Белов Д.В., Нифанов А.С., Сараева И.М.
Эта статья --- преамбула к подробному изложению раздела механики «Вращательное движение твердого тела» на младших курсах в вузах. Она разъясняет смысл понятий и определений, используемых в этом разделе, таких как вращательное движение вокруг оси, момент инерции, момент импульса, мгновенная ось вращения, эллипсоид инерции, тензор инерции.
Показать АннотациюГеометрический фазовый переход в задаче о брахистохроне
Геометрический фазовый переход в задаче о брахистохроне
Гладков С.О., Богданова С.Б.
Найдено аналитическое решение задачи Я. Бернулли о брахистохроне с учетом сил трения (вязкого, пропорционального скорости движения и сухого). Показано, что ее решение можно представить только в виде квадратур, и с помощью численного расчета приведены различные рисунки оптимальных траекторий в условиях диссипации. Доказано, что в отсутствии сил трения любое движение по криволинейному желобу под действием одной только силы тяжести всегда сводится к задаче о брахистохроне, решение которой может быть найдено без привлечения методов вариационного исчисления и оптимального управления, а, используя лишь общие принципы динамики криволинейного движения. Найдена точка «геометрического фазового перехода» , соответствующая срыву брахистохрон с одного класса траекторий на качественно другой класс. Приведено численное описание поведения траекторий в непосредственной окрестности от точек «геометрического фазового перехода». Аналитически и численно доказано, что при выходе системы на стационарный режим траектория будет представлять собой обычную параболу, движение по которой происходит периодическим образом, наподобие маятника.
Показать Аннотацию