1. ВВЕДЕНИЕ

Проект эксперимента по изучению взаимодействия низкоэнергетических нейтрино с электроном был сформулирован для научной программы исследований на реакторе ПИК в начале 80-х годов. Такие фундаментальные задачи как поиски нейтринных осцилляций, электромагнитные и другие свойства нейтрино могут быть решены в результате измерения спектра электронов отдачи в упругом рассеянии моноэнергетических нейтрино на электроне. Основой проекта является кремниевый полупроводниковый детектор и нейтринный источник хром-51 с активностью до 3 МКи, который может быть приготовлен на реакторе ПИК. При этом нейтринный поток на детекторе составит 10¹² см^-2с^-1, что находится в диапазоне нейтринных потоков, который обеспечивается в нейтринных экспериментах на реакторах.

Дифференциальный спектр электронов отдачи в виде ступенчатой функции надежно идентифицируется на непрерывном фоне благодаря моноэнергетическому источнику нейтрино с энергией 752 кэВ.

Предполагается, что работа будет выполняться в подземной лаборатории с глубиной заложения свыше 2500 м водного эквивалента. Это обеспечит надежную защиту от космического фона и активации материалов детектора. Отметим, что подобный эксперимент на подземном реакторе в Красноярске проводится на глубине до 700 м в.э., что недостаточно для подавления космического фона и проводится с использованием сложной активной защиты.

Компактность источника позволяет вести дифференциальные измерения фона и эффекта, что необходимо для достижения точности в несколько процентов.

2. АКТУАЛЬНОСТЬ ЗАДАЧИ

Поиски эффектов, не описываемых стандартной моделью, находятся в центре внимания современной физики. Несмотря на то, что стандартная модель хорошо описывает существующие экспериментальные данные по рассеянию нейтрино на электроне при высоких и промежуточных энергиях, обнаруженный в последние годы и хорошо подтвержденный эффект дефицита солнечных нейтрино, наряду с возможным эффектом осцилляций в духе Михеева-Смирнова, может быть объяснен необычными электромагнитными свойствами нейтрино (Волошин-Окунь). В частности, этот дефицит объясняется наличием магнитного момента у нейтрино не менее 1·10^-11 магнетона Бора, который на 6-8 порядков величины больше, чем по стандартной модели. Точность, которая может быть достигнута в реакторных экспериментах, позволит, в лучшем случае, дойти до чувствительности к магнитному моменту (3-5)·10^-11. Это связано с целым рядом обстоятельств, важнейшим из которых является непрерывность спектра антинейтрино и его расчетный характер. Большая неопределенность возникает при попытке отделить непрерывный спектр электронов отдачи и непрерывный фон, близкие по форме.

В эксперименте с источником хрома имеем дело с моноэнергетическим хорошо известным спектром, который рассчитывается по стандартной модели и дает характерный спектр электронов отдачи в виде ступенчатой функции, что существенно повышает чувствительность к магнитному моменту вплоть до 1·10^-11.

3. СОСТОЯНИЕ РАБОТЫ НАД ПРОЕКТОМ

3.1. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

В 80-е годы в ПИЯФ был накоплен опыт работы по созданию кремниевых детекторов большого объема и проведению низкофоновых измерений. В 1993г на основе накопленного опыта постановки нейтринных экспериментов нами был выполнен рабочий проект нейтринного эксперимента по поиску магнитного момента нейтрино с использованием радиоактивного источника. Схема получения нейтринного источника хром-51 на реакторе ПИК представлена на рис.1.