Поиски стерильных нейтрино продолжаются В середине июня в Милане (Италия) проходила XXXI-я Международная конференция по физике нейтрино и астрофизике. Мероприятие проходит раз в два года и международные эксперименты традиционно стремятся представить на нём свои последние результаты в этих областях физики. Большой интерес вызывают итоговые результаты первой фазы измерений стерильного нейтрино эксперимента PROSPECT, поскольку аналогичные исследования проводят сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ в эксперименте НЕЙТРИНО-4. В настоящее время достоверно установлено существование трёх типов нейтрино: электронного ( В эксперименте PROSPECT, детектор располагался в здании высокопоточного реактора HFIR мощностью Далее читайте в Подробнее. Загрузить:
На рисунке 1 приведено распределение событий IBD, зарегистрированных PROSPECT-I, в зависимости от отношения расстояния до центра активной зоны и энергии нейтрино ( Рис. 1 – Распределение событий (экспериментальные точки), зарегистрированных в зависимости от На рисунке 2 в зависимости от Рис. 2 – Распределение отношения числа зарегистрированных событий к распределению, ожидаемому при отсутствии осцилляций. Зеленая гистограмма – ожидаемая форма распределения для случая существования стерильного нейтрино с параметрами, установленными экспериментом НЕЙТРИНО-4. Источник: препринт статьи PROSPECT. Рис. 3 – Ограничения на пространство параметров стерильного нейтрино. Синие линии – ограничения, полученные экспериментом PROSPECT (область параметров справа от кривых исключена). Сплошная при уровне достоверности В заключение следует отметить, что для окончательного прояснения вопроса необходимы новые измерения. Такие эксперименты готовятся в настоящее время. Как отмечали некоторые докладчики на конференции Neutrino-2024: «Скорее всего, НЕЙТРИНО-4 будет первым, кто проверит свое заявление о наблюдении стерильных нейтрино». |
Электронный портал ядерных знаний Республики Беларусь
Belarusian Nuclear Education and Training Portal - BelNET
), мюонного (
) и тау-лептонного (
). Также надежно установлен феномен смешивания этих трех типов. Нейтринные осцилляции свидетельствуют о массивности этих частиц. Трем ароматам ставится в соответствие три массовых состояния: 
, 
и 
. С теоретической точки зрения не исключена возможность существования четвертого типа нейтрино (стерильного). Такое название связано с тем, что эта (пока еще гипотетическая) частица не взаимодействует с материей, но может проявлять себя только в осцилляциях. На сегодняшний день наиболее обнадеживающими указаниями на существование стерильных нейтрино являются результаты российских экспериментов НЕЙТРИНО-4 (А.П. Серебров и др., ПИЯФ, Гатчина) и 
МВт Национальной лаборатории Ок-Ридж (США). Кольцевая цилиндрическая активная зона реактора HFIR имеет внешний диаметр 
см и высоту 
см. Компактные размеры активной зоны позволяют измерять осцилляции нейтрино в масштабах порядка нескольких метров, что сопоставимо с условиями эксперимента НЕЙТРИНО-4. Сегментированный детектор (154 сегмента) выполнен на основе жидкого органического сцинтиллятора, находится на расстоянии 6–9 метров от центра реактора и регистрирует события обратного бета-распада (inverse beta decay, IBD), соответствующие осцилляциям стерильного нейтрино. К сожалению, в отличии от детектора эксперимента НЕЙТРИНО-4, детектор PROSPECT-I неподвижный, что снижает возможности устранения некоторых видов систематических погрешностей.
). Основными фоновыми процессами являются фон случайных совпадений и фон от космических лучей. Полученное распределение событий соответствует гипотезе отсутствия осцилляций. Авторы исследования утверждают, что видимые на рисунке 1 структуры (осцилляции), как для сигнала, так и для фона, возникают в результате взаимодействия между формой энергетического спектра нейтрино, 
, выбранным разбиением на бины распределения отношения 
%. Измерения позволили экспериментаторам из коллаборации PROSPECT поставить ограничения на возможные параметры стерильного нейтрино – массовый параметр и угол смешивания. Они показаны на рисунке 3. С одной стороны, данные PROSPECT не противоречат результатам НЕЙТРИНО-4 или BEST, то есть, в пространстве есть области, в которых три эксперимента попарно согласуются друг с другом. С другой стороны, даже для уровня достоверности 
% в пространстве параметров нет точки, одновременно «разрешенной» тремя измерениями сразу.
, точки – ожидаемая чувствительность для уровня достоверности 
