Компактный детектор нейтрино помог проследить за "отскоками" нейтрино от атомов

МОСКВА, 30 июля. /ТАСС/. Европейские физики из научной коллаборации CONUS+ разработали компактный детектор нейтрино, который можно уместить в грузовом автомобиле, и чья ключевая часть обладает массой всего в четыре килограмма. Данная установка впервые позволила физикам проследить за "отскоками" большого числа нейтрино от ядер атомов, сообщила пресс-служба немецкого Института ядерной физики (MPIfK).

"Проведенные нами опыты продемонстрировали высокую чувствительность созданного нами детектора в рамках эксперимента CONUS+ и показали, что его можно использовать для наблюдений за коллективными "отскоками" нейтрино от ядер атомов. Кроме того, компактная природа этой установки позволяет использовать ее для замеров теплового выхода ядерных реакторов и оценки концентрации изотопов в ядерном топливе", - заявил доцент MPIfK Кристиан Бак, чьи слова приводит пресс-служба института.

Как отмечают Бак и его коллеги, проект CONUS был запущен Институтом ядерной физики в 2018 году для наблюдений за тем, как различные формы нейтрино и антинейтрино взаимодействуют с ядрами атомов. Еще полвека назад теоретики предсказали, что большие скопления этих частиц будут взаимодействовать не с отдельными протонами или нейтронами в ядрах атомов, а со всем атомом в целом, что будет приводить к небольшим, но в теории заметным смещениям в его положении в кристаллической решетке.

Подобные "отскоки" не должны приводить к переменам в свойствах нейтрино или атомов, и при этом их характер и свойства можно очень точно просчитать при помощи Стандартной модели физики частиц. По этой причине наблюдения за следами "отскоков" нейтрино от атомов, как давно предполагают физики, позволят ученым проверить выкладки Стандартной модели и понять, существуют ли дополнительные силы природы, потенциально влияющие на взаимодействия нейтрино и атомов, помимо Z-бозонов, переносчиков слабых взаимодействий.

Для проведения подобных наблюдений Бак и его коллеги соорудили рядом с ядерным реактором в швейцарском городе Лейбштадт компактный детектор нейтрино CONUS+, представляющий собой набор из сверхчистых кристаллов германия общей массой в четыре килограмма. Столкновения нейтрино и антинейтрино с ядрами атомов германия приводят к небольшим, но хорошо уловимым сдвигам в энергии ионизации этих кристаллов, что позволяет наблюдать за "отскоками" нейтрино, сравнивая то, как меняется данный параметр при включении и выключении реактора.

За первые 120 дней работы CONUS+ зафиксировал 400 "отскоков" нейтрино, что соответствует предсказаниям Стандартной модели и ставит под сомнение некоторые аномалии, выявленные при проведении опытов на менее крупных детекторах на базе германия. Пока ученые не накопили достаточного объема данных для присвоения этим замерам статуса полноценного научного открытия, однако уже в ближайшие годы, по словам Бака и его коллег, это должно произойти. Это достижение откроет дорогу для проверки большого числа теорий, описывающих "новую физику" за пределами Стандартной модели, подытожили физики.