Выпуск 2, 2016
Двойной бета-распад
Двойной бета-распад
Ишханов Б. С.
Двойной бета-распад наблюдается в ядрах в районе долины стабильности, если атомное ядро $(A,Z)$ имеет массу меньше, чем ядро $(A,Z+1)$, но больше, чем ядро $(A,Z+2)$. Двойной бета-распад является процессом второго порядка и поэтому характерные периоды полураспада $T\approx 10^{20}$ лет. Изучение двойного бета-распада позволяет пролить свет на целый ряд проблем физики частиц и, в частности, нейтрино. Двойной бета-распад изучается экспериментально как с помощью геохимических методов, так и в результате прямой регистрации продуктов реакции.
Показать АннотациюИстория развития предсказаний и открытие двойного бета распада; первые эксперименты. Общий обзор методов прямой регистрации двойного бета-распада
История развития предсказаний и открытие двойного бета распада; первые эксперименты. Общий обзор методов прямой регистрации двойного бета-распада
Дружинина А.В.
История исследований двойного бета распада началась в 1934 г. и не окончена до сих пор. Физика данного процесса тесно связанна с физикой нейтрино. Первые эксперименты по поиску двойного бета распада были неудачными. На данный момент двойной бета распад $2\beta 2\nu$ наблюдался, но даже современные эксперименты с помощью различных методов регистрации не могут подтвердить существование двойного безнейтринного бета-распада, возможность которого была теоретически показана в 1937 г.
Показать АннотациюНейтринные осцилляции
Нейтринные осцилляции
Широков Е.В.
Нейтринные осцилляции – один из основных вопросов современной физики слабых взаимодействий. Нейтрино – незаряженные лептоны, т.е. частицы Стандартной Модели, не участвующие в сильном взаимодействии, могут быть разделены на три типа (или, как говорят, три аромата), в соответствии с классификацией заряженных лептонов. Это электронные, мюонные и таонные нейтрино. Осцилляциями называются процессы превращения одного типа нейтрино в другое. В современной нейтринной физике осцилляции занимают чрезвычайно важное место, потому что они могут дать ответ на вопрос о наличии массы у нейтрино. В настоящее время интенсивно ведётся экспериментальное исследование этого явления. Значительная часть современных нейтринных экспериментов в той или иной степени посвящена изучению нейтринных осцилляций.
Показать АннотациюБезнейтринный 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 Аннотацию