НИЗКОФОНОВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ФИЗИКЕ ЯДРА, ЧАСТИЦ И АСТРОФИЗИКЕ

СЕМЕСТРОВЫЙ КУРС ПО ВЫБОРУ

Объявление 2018

В курсе лекций анализируются проблемы современной физики нейтрино: масса покоя, осцилляции, несохранение лептонного числа, стерильные нейтрино. Дается обзор экспериментальных исследований нейтрино различного происхождения (реакторных, солнечных, атмосферных, ускорительных, галактических и геонейтрино) в подземных, подводных и подледных низкофоновых лабораториях мира. Рассматриваются методы поиска и изучения других редких ядерно-физических и астрофизических явлений, которые не описываются стандартной моделью.

Будет рассказано о текущих результатах, а также, о планах развития международного эксперимента GERDA (поиск безнейтринного двойного бета-распада Ge-76, идущего с нарушением лептонного числа), об экспериментах Troitsk nu-mass и KATRIN (прецизионное измерение спектра бета-распада трития для определения массы покоя нейтрино), EMMA и Mu-monitor (измерение потоков космических мюонов высоких энергий, проникающих под землю). Эти исследования ведутся в подземных лабораториях Италии (LNGS), Финляндии (CUPP) и Испании (LSC), в научных центрах ИЯИ РАН (Троицк) и University of Mainz.

Лектор — участник международных коллабораций GERDA и EMMA, лидер проекта Mu-monitor, руководитель группы методики ядерно-физических экспериментов МФТИ. Студенты — члены группы — ведут научно-учебную работу в рамках международных экспериментальных проектов, участвуют в совещаниях и напрямую сотрудничают с исследователями из разных стран.

GERDA
Эксперимент GERDA. Монтаж криостата для 60 м3 жидкого аргона. Подземный экспериметальный зал LNGS в толще хребта Гран Сассо, Италия, 2011.

Программа курса

  1. Основные понятия и терминология физики фундаментальных частиц и взаимодействий.

  2. Физические задачи низкофоновых подземных экспериментов: регистрация потоков нейтрино, измерения осцилляций нейтрино, двойной бета распад, поиски «темной материи», изучение космических мюонов высоких энергий (проект EMMA), перспективы развития многоцелевых подземных низкофоновых мега-детекторов.

  3. Экспериментальные методы детектирования частиц, технологии низкофоновых подземных экспериментов. Источники фоновых излучений при подземных измерениях и методы их подавления.

  4. Методы детектирования нейтрино, пионерские эксперименты Дэвиса и Райнеса.

  5. Современная экспериментальная физика нейтрино. Детектирование нейтрино, изотопные источники нейтрино.

  6. Проблема поика массы нейтрино. Темная материя и выход за рамки стандартной модели.

  7. Прямое определение массы покоя нейтрино путем прецизионного измерения спектра электронов бета-распада трития: эксперименты «Troitsk nu-mass» и KATRIN.

  8. Двойной бета-распад ядер — экспериментальное изучение двухнейтринной и поиски безнейтринной мод, международные эксперименты Heidelberg-Moscow и GERDA, проект LEGEND.

NUMASS
Эксперимент Троицк ню-масс. Один из крупнейших в мире объемов со сверх-высоким вакуумом. Троицк, Москва. 2018.
KATRIN
Эксперимент KATRIN. Следующее поколение экспериментов по поиску массы нейтрино. Карлсруэ, Германия.