2 β-процессы в атомных ядрах

• Автор: Барабаш, Александр Степанович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 42 с. : ил.; 20х14 см

1. Общая характеристика работы.

2. Введение

3. Исследование процессов 2(3-распада на трековом детекторе КПБМО-2.

3.1. У становка 14ЕМО-2.

3.2. Результаты экспериментов с 100Мо, ш’Ст1,828е, 962г и 942г.

4. Исследование 2р-переходов на возбужденные состояния дочерних ядер с помощью НРОе-детекторов.

4.!. Первое наблюдение 2{3(2у)-распада 100Мо на 0+1 возбужденное состояние ,00Ки.

4.2. Результаты для 9гт, 1501Мс1, 11бСс1, 760е и 825е.

5. Ограничения на различные моды 2(3-распада в 110Рс1,124.8п и 48Са.

6. Поиск 2р+-, Кр+- и 2К-процессов в ,0бС(3,92Мо, 130Ва и тВа.

7. Результаты из смежных областей.

7.1. Проверка справедливости принципа Паули.
7.2. Оценка содержания 42Аг, образованного в результате испытаний ядерных зарядов, в атмосфере Земли.
8. Предложения новых экспериментов и экспериментальных подходов к поиску 2(3-процессов и в смежных областях.
9. Заключение.
КНИГА ИМЕЕТ
< 3 та 3* і» с 3 Л а . о з- а = >о 5 С § В переплетной ед. соеднн. номера вып. Таблиц Карт Иллюстра- 1 иий I Служебн. номер Номера списка и порядковый 197 . г.
£ к 1 У г

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Интенсивные поиски процесса безнейтринного двойного бета-распада (2Р(0у)) обусловлены тем, что сам факт его существования тесно связан со следующими фундаментальными аспектами физики элементарных частиц:
- несохранением лептонного числа,
- наличием у нейтрино массы и её природой,
- существованием правых токов в электрослабом взаимодействии,
- существованием майорона,
- структурой хиггсовского сектора, существованием лептокварков,
- существованием тяжелого стерильного нейтрино,
- существованием составного нейтрино.
Все эти вопросы лежат вне рамок стандартной модели электрослабого взаимодействия, поэтому регистрация 2(3(Оу)-распада будет означать открытие “новой физики”. Основной интерес к этому процессу, конечно же, связан с проблемой массы нейтрино - если 2Р(0у)-распад будет обнаружен, то, по современным представлениям, это будет означать, что масса покоя хотя бы одного нейтрино отлична от нуля и эта масса майорановского типа.
В настоящее время экспериментально определены лишь нижние пределы на периоды полураспада по безнейтринному каналу (Ті/2°у ) различных ядер. Эти пределы используются для получения ограничений на величину майорановской массы нейтрино, параметры примеси правых токов, константу связи майорона с нейтрино и т.д. Однако неопределенности в расчетах ядерных матричных элементов (ЯМЭ) не позволяют получить достаточно надежные ограничения на эти фундаментальные величины. В связи с этим особое значение приобретает регистрация двухнейтринного двойного бета распада ( 2Р(2у) ), так как это позволяет полущать информацию о значениях ЯМЭ(2у) для различных ядер, что, в свою очередь, способствует совершенствованию теоретических представлений о 2(3-распаде и повышению точности расчетов как ЯМЭ(2у), так и ЯМЭ(Оу). Причем очень важно исследовать 2(5(2у)-процессы в самых разных переходах - на основные и возбужденные состояния дочерних ядер в 2Щ 2Щ-, Кр+- и 2К-процессах.
Основной целью диссертационной работы является экспериментальное изучение различных типов 2р-процессов для широкого круга ядер.

геохимических экспериментов (эффект превышает 3 стандартных отклонения).
2. Данные для 96Zr имеют ту же тенденцию, что и для 82Se - то есть современное значение Тщ меньше, чем полученное в геохимических измерениях. С учетом возможного вклада в скорость распада (в геохимическом эксперименте) одиночного p-распада 96Zr эффект превышает 2 стандартных отклонения.
3. Геохимические измерения с "молодыми" образцами приводят к более низким значениям Ti/2(130Te) по сравнению со "старыми" образцами. Раличие составляет ~ 3 раза и это не может быть объяснено статистическими ошибками (расхождение превышает !0 стандартных отклонений).
В работе /97/ было высказано предположение, что одним из возможных объяснений этих расхождений может быть изменение константы слабого взаимодействия Gf со временем. Если это действительно так, то это будет иметь самые серьезные следствия для современной физики и астрофизики. Но, именно поэтому, необходимо надежно подтвердить (или опровергнуть) сам факт этих расхождений. И это может быть сделано только в результате новых, более точных измерений. Особенно перспективным представляется геохимический эксперимент с |00Мо, который имеет наибольшую скорость распада, высокое содержание в природном Мо ( 9,63%) и 100Ru (не газ!) в конечном состоянии. В геохимическом эксперименте с 96Zr (содержание в природном Zr - 2,8%) была достогнута точность измерений периода полураспада на уровне 25% /45/. Учитывая, что скорость распада |00Мо в 2-4 раза выше и содержание в естественном материале в 3,5 раза больше по сравнению с 96Zr, то можно достичь - 10% точности измерений. Полученное значение периода полураспада |00Мо можно будет сравнить с уже известным современным значением. Точность современных счетчиковых экспериментов составляет - 10% и может быть доведена до ~ 2-3% на установке NEMO-3.
8.5. Поиск темного вещества с помощью эмиссионной камеры
В работах /104, 112/ было предложено использовать эмиссионный детектор с жидким углеводородом в качестве рабочей среды для регистрации "темного вещества", составляющего "скрытую" массу Галактики. Теоретические и экспериментальные исследования последних чет показали, что небарионное "темное" вещество ( если оно существует ) иожет иметь форму массивных нейтральных слабовзаимодействующих частиц, которые принято называть вимпами ( WIMP - weak interacting massive particle). Принцип регистрации вимиов с помощью эмиссионного детектора на жидком изооктане ( CsHis ) следующий. Вимп упруго рассеивается на ядре водорода ( в случае аксиального взаимодействия )