Представлены результаты уникального эксперимента по физике нейтрино

Исследования взаимопереходов электронных и стерильных нейтрино выполнены на галлий-германиевом нейтринном телескопе в Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН. Телескоп расположен на глубине заложения 4 км в горе Андырчи в Баксанском ущелье, Кабардино-Балкария.

В 2019-2021 годах в Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН под руководством член-корреспондента РАН Владимира Гаврина проведен уникальный эксперимент мирового уровня BEST (Baksan Experiment on Sterile Transitions). Статья с результатами эксперимента принята к публикации в авторитетном журнале Physical Review Letters.

Цель эксперимента BEST – поиск переходов электронного нейтрино в стерильное состояние. Для проведения эксперимента BEST был специально разработан и создан при участии Госкорпорации «Росатом» и поддержке Минобрнауки РФ компактный источник электронных нейтрино на базе изотопа Cr-51 с рекордной интенсивностью 3.4 МКи. Экспериментов с такой высокой интенсивностью нейтрино ни до ни после не проводилось.

Источник был установлен в центре двух размещенных одна в другой галлиевых мишеней. В ходе эксперимента проведено 10 извлечений галлия из обеих мишеней и выполнено 20 измерений скоростей образования атомов германия в результате взаимодействия нейтрино с ядрами атома галлия в мишенях, расположенных на разных расстояниях от источника. Уникальная радиохимическая технология, разработанная в ИЯИ РАН, позволяет выделить и сосчитать отдельные атомы германия из расплава 40 тонн галлия.

Результаты, полученные в двух галлиевых мишенях, оказались очень близкими и при этом на 20-24% ниже ожидаемых. Этот дефицит количества нейтрино, наблюдаемый в предыдущих галлиевых экспериментах, получил название галлиевой аномалии. Его можно интерпретировать, как свидетельство осцилляций между электронными и стерильными состояниями нейтрино. В эксперименте BEST впервые достоверно установлено существование галлиевой аномалии. Результаты BEST согласуются с переходами электронных нейтрино в стерильные состояния.

Россия является одним из мировых лидеров в области физики нейтрино, что обусловлено наличием уникальной инфраструктуры. БНО ИЯИ РАН является первой в мире уникальной подземной обсерваторией, построенной для этих целей в недрах горы Андырчи на Северном Кавказе в Приэльбрусье. В этой обсерватории создан галлий-германиевый нейтринный телескоп, где были получены прорывные результаты в физике нейтрино: доказано, что источником энергии Солнца является гигантский термоядерный реактор, расположенный в его центре; внесён ключевой вклад в открытие нейтринных осцилляций (взаимопереходов этих частиц из одного состояния в другое).

11.10.2021