Главная страница | Коллаборация Борексино | Прикладные исследования | Сотрудники | Публикации | Наши награды Фотогалерея |



О С Н О В Н Ы Е
Р Е З У Л Ь Т А Т Ы

Отдел полупроводниковых ядерных детекторов

Лаборатория низкофоновых измерений

Направление исследований, которые проводит и в которых участвует лаборатория, можно определить как

Экспериментальный поиск редких низкоэнергетических процессов за пределами Стандартной модели .



Отчет лаборатории за 2015 год.

Отчет лаборатории за 2014 год.

Отчет лаборатории за 2013 год.

Отчет лаборатории за 2012 год.

Отчет лаборатории за 2011 год.

НА УСТАНОВКАХ, СОЗДАННЫХ В ПИЯФ, ИЗУЧАЛИСЬ:
  • двойной бета-распад ядер на возбужденный уровень 2+ дочерних ядер. Для не исследовавшихся ранее ядер 154Sm, 160Gd, 170Er и 176Yb установлены новые пределы на периоды полураспада данных ядер на уровне 1017 - 1018 лет.
  • массивное стерильное нейтрино,излучение нейтрино с массой 10 – 110 кэВ в β-распаде ядер 45Cа и 63Ni. Получены новые ограничения на параметр смешивания для тяжелых нейтрино с массой (17,75-100) кэВ, которые составляют - ¦UeH¦2 ≤(1.5-5)·10-3.
  • поиск частиц темной материи, рассеяние массивных сильновзаимодействующих частиц, которые могли бы составлять недостающую массу Галактики. Для SIMPS с массой в интервале MH = (102-1012) ГэВ получены новые нижние пределы на сечения рассеяния на ядрах Si и Ge в интервале
    σP ≥ (10-29-10-19) см-2нуклон-1 .
  • Выполнен цикл работ по поиску аксионов
    1. Установлено, что вероятность испускания аксиона в М1-переходе в ядре 125mTe
      меньше чем (IA / Iγ) ≤ 8.5•10-6 (90% у.д.).
    2. Проведен поиск резонансного поглощения солнечных аксионов ядрами 7Li,
      приводящего к возбуждению первого ядерного уровня.
      Установлено новое верхнее ограничение на массу адронного аксиона mA ≤ 16 кэВ (90% у.д.).
    3. Проведен поиск резонансного поглощения солнечных аксионов, возникающих в результате
      конверсии тепловых фотонов в поле плазмы (аксионов Примакова), ядрами 169Tm, приводящего к возбуждению
      первого ядерного уровня: A+169Tm—> 169Tm*—>169Tm+γ. Получены новые ограничения на константы
      связи аксиона с фотонами и нуклонами g│g0AN+g3AN│≤7.2·10-13. Установлено
      новое верхнее ограничение на массу адронного аксиона mA ≤ 169 эВ (90% у.д.).
    4. Проведен поиск резонансного поглощения солнечных аксионов ядрами 57Fe, приводящего к возбуждению первого
      ядерного уровня A + 57Fe —> 57Fe* —> 57Fe + γ (14.4 кэВ).
      Установлено рекордное верхнее ограничение на массу аксиона mА ≤ 145 эВ (95% у.д.).
    5. Вычислены спектры аксионов, образующихся в результате тормозного излучения электронов в поле ядер e + Z → e + A и
      комптоновского процесса γ + е → е + А.
      Получены новые ограничения на константы связи аксиона с электронами и нуклонами gAe│g0 AN+g3AN│≤2.1·10-14.
    6. Проведен поиск аксионов с энергией 5.5 МэВ, которые могут испускаться в реакции p + d → 3He + А.
      Для регистрации использовалась реакция аксиоэлектрического эффекта в атомах висмута. Получены новые ограничения
      на константы связи аксиона с электронами gAe ≤ (1.8 – 9.0)·10-7 для аксионов с массой (0.1-1.0) МэВ.
    7. Проведен поиск аксиоэлектрического эффекта для аксионов с массой 5.5 МэВ с помощью сцинтилляционного BGO-болометра. Установлено новое ограничение на константы связи аксиона с электронами и нуклонами:
      │gAe x g3AN│≤ 1.9·10-10 для 90% у.д.
    РАБОТЫ ВЫПОЛНЕННЫЕ НА ПРОТОТИПЕ НОВОГО ДЕТЕКТОРА СОЛНЕЧНЫХ НЕЙТРИНО, СОЗДАННОГО КОЛЛАБОРАЦИЕЙ БОРЕКСИНО, ДО 2007 ГОДА:
    1. рассеяние солнечных нейтрино на электроне за счет магнитного момента нейтрино. Установлено, что магнитный момент солнечных pp- и 7Ве- нейтрино не превышает значения
      μν ≤ 5.5·10-10 μВ (90 % у.д.)
    2. радиационный распад солнечных нейтрино νH –> νL +γ. Получено, что время жизни нейтрино больше чем
      с.м. / mν) ≥ 4.2·103 с·эВ-1 (90% у.д.).
    3. распад тяжелого нейтрино с излучением электрон-позитронной пары
      νH -> νL + e+ + e-.
      Из отсутствия данного распада установлено, что вероятность излучения тяжелого нейтрино
      νН с массой 3 - 12 МэВ в распаде 8B –> 8Be + e+ + νH не превышает значения
      ¦UeH¦2 ≤ (2·10-4 – 4·10-5) для 90% у.д..
    4. распад электрона по каналу е –> ν + γ. Получено, что время жизни электрона относительно данной моды распада превышает
      τ ≥ 4.6·1026 лет (90% у.д.).
    5. распады нуклонов и нуклонных пар в «невидимый»(invisible) канал (например, N –>3ν, NN –>2ν, исчезновение N, NN).
      Получены новые пределы для вероятности распадов в ядрах 12,13С и 16О:
      τ(n–>invisible) ≥ 1.8·1025 лет,
      τ(p–>invisible) ≥ 1.1·1026 лет,
      τ(nn–>invisible) ≥ 4.9·1025 лет,
      τ(pp–>invisible) ≥ 5.0·1025 лет, все для 90% у.д.
    6. нарушение принципа Паули для нуклонов в ядрах. Получены новые пределы для времени жизни ядер 12С и 16О относительно непаулевских переходов с γ-, n-, p- и a- частицей в конечном состоянии, а также непаулевских β±-переходов:
      τ(12С–>12СNP+γ) > 2.1·1027 лет,
      τ(12С–>12NNP+e-e) > 7.6·1027 лет,
    7. излучение аксиона с энергией 478 кэВ в М1- переходе ядра 7Li. Получены новые
      верхние пределы на константы связи аксионов с фотонами, электронами и нуклонами (90% у.д.):
      gAe·gAN ≤ (1.0-2.4) ·10-10 при mA <450 keV,
      g•gAN ≤ 5.0 ·10-9 GeV-1 при mA <10 keV.

    ДЕТЕКТОР БОРЕКСИНО НАЧАЛ НАБОР ДАННЫХ В МАЕ 2007 ГОДА.
    К настоящему времени получены следующие физические результаты:
    1. Основная задача эксперимента успешно решена. Поток 7Ве-нейтрино измерен с 5% точностью:
      Ф(7Ве) = (4.84 ± 0.24)·109 см-2с-1
    2. Поток 8В-нейтрино впервые измерен с порога 2.8 МэВ. Измеренное значение потока 8В-нейтрино
      (только электронные нейтрино) составляет:
      (2.4± 0.4±0.1)·106 см-2 с-1
    3. Впервые в одном эксперименте определены доли электронных нейтрино для энергетических интервалов
      с различным влиянием вакуумных осцилляций и осцилляций в веществе:
      Рее(7Ве) = 0.51± 0.07 (0.862 МэВ)
      Рее(8В) = 0.29± 0.10 (8.6 МэВ)

      Результаты находятся в согласии с осцилляционным LMA MSW решением.
    4. Зарегистрированы pep-нейтрино с энергией 1.44 МэВ возникающие в реакции p+e+p →e++ ν .
      Определенный поток составил: Ф(pep)=(1,6±0,3)·10-8см-2с-1
    5. Измерен поток pp-нейтрино от основополагающей ядерной реакции p+p →d+e++ ν .
      Поток pp-нейтрино находится в хорошем согласии с предсказаниями стандартной солнечной
      модели Ф(pp)=(6,6±0,7)·10-10см-2с-1
    6. Установлены новые ограничения на эффективный магнитный момент солнечных нейтрино:
      μν ≤ 5.4·10-11 μВ (90 % у.д.)
      и магнитные моменты флэйворных и массовых состояний (90% у.д.):
      μ(νe) ≤ 7.3·10-11 μB, μ(νμ) ≤ 11.4·10-11 μB , μ(ντ) ≤ 11.4·10-11 μB ,
      μ1→2 ≤ 5.4·10-11 μB, μ1→1,3 ≤ 6.8·10-11 μB , μ2→2,3 ≤ 8.6·10-11 μB
    7. Зарегистрированы гео-нейтрино - антинейтрино, возникающие в результате бета-распадов в урановом и ториевом
      семействах внутри Земли. Измеренная скорость счета R = (38.8±12.0)TNU (1 соб./год 1032 протонов)
    8. Установлены новые ограничения на время жизни ядра 12С относительно переходов на 1S-оболочку, идущих с нарушением принципа
      Паули, и на отношения напряженностей непаулевских и нормальных переходов – δ = gNP/gP :
      δγ2 < 2.2 · 10-57, δn,p2< 4.1 · 10-60, δβ2 < 2.1 · 10-35 (90% у.д.)
    9. Проведен поиск солнечных аксионов с энергией 5.5 MeV, излучаемых в реакции p+d →3He +A. Установлены новые модельно независимые ограничения на константу связи аксиона с электронами, фотонами и нуклонами │gAe x g3AN│≤ 5.5·10-13
      │g x g3AN│≤ 4.6·10-11 ГэВ-1 для аксионов с массой менее 1 МэВ (90% у.д.).
    10. Проведен поиск тяжелого стерильного нейтрино, возникающего в распаде 8В на Солнце. Установлены ограничения на параметры смешивания ¦UeH¦2 ≤(10-3 — 4•10-6) для нейтрино с массой в интервале (1.5 —14) МэВ.

    Лаборатория участвует в международных экспериментах по поиску частиц темной материи DarkSide и поиску солнечных аксионов
    IAXO (International Axion Observatory)
    (см. отчеты лаборатории)


    Полученные, в результате исследований, данные включены в издание Particle Data Group - :
    1. данные по стабильности электрона - в таблицу "Electron mean life"
    2. по магнитному моменту - в таблицу "Neutrino magnetic moment"
    3. по радационному распаду нейтрино - в таблицу "Neutrino mean life/mass"
    4. по распадам нуклонов - в таблицу "N partial mean lives"
    5. по излучению аксиона - в таблицу "Axion and other light boson searches in nuclear transitions"
    6. по солнечным аксионам в таблицы «Invisible axion mass limits from astrophysics and cosmology»
      и «Invisible axion limits from nucleon coupling»
      .
    7. по поиску SIMPs - в таблицу "Galactic WIMPs Searches"
  • Главная страница | Коллаборация Борексино | Прикладные исследования | Сотрудники | Публикации | Наши награды | Фотогалерея |