Исследование двойного бета-распада 100Mo

• Автор: Саакян, Рубен Ромикович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 81 с. : ил.

Глава 1. Современные исследования двойного бета распада.

1.1 Элементы теории двойного бета распада

1.1.1. 2ур(3-распад

1.1.2. Оурр-распад

1.2 Экспериментальные исследования двойного бета распада

1.2.1 Г еохимические эксперименты

1.2.2 Прямые эксперименты

Глава 2. Описание эксперимента.

2.1 Выбор детектора и изотопа

2.2 Общая схема эксперимента

2.3 Жидкоаргоновый ионизационный детектор

2.3.1 Система электродов
2.3.2 Изотопы
2.4 Пассивная защита
2.5 Система газообеспечения
2.6 Электроника и набор данных
2.7 Контроль за рабочими параметрами детектора
Глава 3. Моделирование отклика детектора методом Монте Карло.
3.1 Общее описание программы
3.2 Расчет 2у моды рр распада |00Мо
3.3 Расчет 0у моды рр распада 100Мо
3.4 Моделирование распада 42Аг в детекторе
3.5 Моделирование фоновых процессов
3.6 Моделирование отклика детектора на облучение калибровочным у-источником
Глава 4. Обработка данных и калибровка детектора.
4.1 Чтение с магнитной ленты и декодирование событий
4.2 Визуализация данных. Одиночные и двойные события
4.3 Подготовка данных к обработке высокого уровня.
Создание пШрІе
4.4 Параметризация и фитирование сигналов без формировки
4.5 Определение разрешения детектора по г-координате
4.6 Предварительный отбор событий-кандидатов на РР-распад
4.7 Окончательный отбор событий-кандидатов на рр-распад
4.8 Калибровка детектора
Глава 5. Физические результаты
5.1 Результаты анализа двойного бета распада 100Мо
5.1.1 0у распад

5.1.2 Оух° распад
5.1.3 2у(3р распад
5.2 Измерение концентрации 42Аг и активности 22211п в
жидком аргоне
5.3 Анализ данных геохимического эксперимента с баритом
5.3.1 Экспериментальные данные
5.3.2 Ограничение на периоды полураспадов |30Ва и |32Ва и обсуждение результатов
Заключение
Список цитируемой литературы

Двойной бета распад - исключительно редкий переход между двумя ядрами с одинаковыми атомными массами, приводящий к изменению электрического заряда ядра на две единицы. Известно, что та мода двойного бета распада (РР), в которой испускается два электрона (позитрона) и не испускается антинейтрино (нейтрино) дает нам в руки мощнейший инструмент для исследования закона сохранения лептонного числа и свойств нейтрино, рр распад представляет собой сложное переплетение физики элементарных частиц и атомного ядра. Среди проблем ядерной физики наиболее важны вопросы, связанные с идентификацией и определением ядерных матричных элементов, определяющих вероятность распада. С точки зрения же физики элементарных частиц существование безнейтринного двойного бета распада (Оурр) тесно связано со следующими фундаментальными вопросами, выходящими за рамки Стандартной Модели электрослабых взаимодействий:
• Несохранением лептонного числа;
• Наличием у нейтрино массы, природой массы нейтрино;
• Существованием правых токов в электрослабых взаимодействиях;
• Существованием майорона;
• Структурой хиггсовского сектора;
• Суперсимметрией;
• Существованием лептокварков;
• Существованием тяжелого стерильного нейтрино;
• Существованием составного нейтрино;
Традиционно наиболее "популярным" механизмом Оурр распада является наличие у нейтрино массы майорановского типа (под майорановской частицей мы понимаем частицу тождественную своей античастице). Однако даже если основной механизм безнейтринного распада окажется иным, его обнаружение станет убедительным доказательством ненулевой майорановской массы нейтрино [1]. Кроме того, регистрация Оурр распада будет означать нарушение закона сохранения полного лептонного числа. Учитывая, что Оурр распад является чувствительнейшей проверкой фундаментальных параметров физики элементарных частиц, неудивительно, что исследование этого процесса вот уже несколько десятков лет привлекает как экспериментаторов, так и теоретиков.
В последнее время интерес к рр распаду сильно возрос. Это связано с обнаружением нейтринных осцилляций1, что однозначно свидетельствует о наличии у нейтрино ненулевой массы, а, значит, открывает новую эру в физике элементарных частиц, выходящую за рамки стандартной модели. Анализ результатов экспериментов с атмосферными [2] и солнечными [3] нейтрино не оставляет места для отличного от осцилляций решения. Дополнительным подтверждением этого вывода явились опубликованные в 2002 году данные эксперимента КашЬАЫО [4], изучающего антинейтрино от реактора. Анализ всех имеющихся данных позволяет сделать вывод, что решением “солнечной проблемы” являются нейтринные осцилляции в веществе (эффект Михеева-Смирнова-Вольфенштейна [5]) с большим углом смешивания (английская
1 Впервые гипотеза нейтринных осцилляций была выдвинута Б. Понтекорво в 1957 году [7].

: : вам|
Г5ЙЯ8в# Г|#81#6§ Г$й®йй|
'ШйММ^ ."№ЙЙЯ?! .'ЗйрКйЯйУ ‘|ме«й»8*в
Б Ееш 015р1ау 1
,, Е9Н

■"««>«' '»МШЬ! 'ю/Неф?«

I I . 1. " ,л * ]й|ц>у|у|
* * . -
'Мт&т 'штык ГЫ?ЭИ(

Рис. 4.1 Пример а) одиночного и б) двойного события в детекторе.