03-2-1100-2010/2024
 
Приоритет: 1
   
Статус: Продлена
 

Неускорительная нейтринная физика и астрофизика
   
Руководители темы:    Якушев Е.А.
Ковалик А.

Участвующие страны и международные организации:
Азербайджан, Болгария, Великобритания, Германия, Казахстан, Польша, Россия, Словакия, Узбекистан, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:
Поиск и изучение безнейтринной и двухнейтринной мод двойного бета-распада, выяснение природы нейтрино (майорановская или дираковская), определение абсолютных значений нейтринных масс и их иерархии, поиск магнитного момента электронного нейтрино, поиск возможных проявлений темной материи в области низких и высоких энергий, изучение галактических и внегалактических нейтринных источников, диффузного нейтринного космологического фона и поиск экзотических частиц (магнитные монополи). Исследование внутриреакторных процессов на КАЭС. Поиск сигнала когерентного рассеяния реакторных антинейтрино. Поиск стерильных нейтрино. Cпектроскопия ядер, удаленных от полосы бета-стабильности. Развитие новых методов регистрации заряженных и нейтральных частиц.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
  1. Поиск 2b0ν-распада 106Cd, 82Se, 76Ge на спектрометрах SuperNEMO, GERDA. Получение верхнего предела на существование 2b0ν-распада 76Ge на уровне T1/2 ≥1026 лет, соответствующего майорановской массе нейтрино m ≤ 0,1 эВ. Разработка и подготовка к запуску и запуск крупномасштабного германиевого эксперимента LEGEND.

  2. Измерение T1/2(2β2ν) для 116Cd, 96Zr, 82Se, 76Ge, 48Ca, 130Te на спектрометрах SuperNEMO, GERDA.

  3. Поиск частиц темной материи в эксперименте EDELWEISS. Использование детекторов, разработанных EDELWEISS, будет расширено на исследования CEnNS (coherent elastic neutrino-nucleus scattering) в области полной когерентности (реакторные антинейтрино). Эта часть проекта получила название Ricochet. Детекторы в предлагающейся новой ветви эксперимента с порогом регистрации от 50 эВ позволят исследовать фундаментальные свойства нейтрино с прецизионной точностью, а также осуществлять поиск новой физики, влияние которой будет приводить к спектральным искажениям в области энергий ядер отдачи, индуцированных когерентным рассеянием нейтрино, ниже 100 эВ. Новейшие детекторы будут продолжать использоваться в EDELWEISS для прямого поиска частиц темной материи из галактического гало.

  4. Измерение магнитного момента нейтрино на спектрометре GEMMA на уровне чувствительности (5 ÷ 9)·10-12 µB. Достижение чувствительности (порог регистрации, разрешение) для детектирования когерентного рассеяния реакторных антинейтрино на ядрах германия.

  5. Исследование излучений радиоактивных нуклидов редкоземельной области и структуры возбужденных состояний ядер различной равновесной деформации.

  6. Экспериментальное исследование Оже процессов в радиоактивном распаде. Измерение энергий и вероятностей излучения.

  7. Результаты поиска стерильных нейтрино в спектрометре DANSS на данных первой фазы измерений (2016-2022 гг.). Модернизированный спектрометр DANSS-2 для второй фазы измерений (с 2022 г.).

  8. Участие совместно с институтами России в создании глубоководного нейтринного телескопа масштаба 1 км3 на озере Байкал (Baikal-GVD). Исследование потоков нейтрино сверхвысоких энергий из космоса, поиск гипотетических частиц-магнитных монополей, а также частиц-кандидатов на роль темной материи. Большой объем детектирования в комбинации с высоким угловым и энергетическим разрешением и умеренные фоновые условия, характерные для пресной воды, позволяют вести эффективные исследования диффузионного потока нейтрино и потоков от индивидуальных астрофизических объектов с постоянным и переменным свечением.

  9. Для получения экспериментальной информации по расчетам ядерных матричных элементов двойного бета-распада в результате эксперимента MONUMENT будут измерены полные и парциальные скорости мюонного захвата в ядрах 136Ba, 76Se, 96Mo. Эти ядра являются дочерними для ядер кандидатов на двойной безнейтринный бета-распад, а именно: 136Xe, 76Ge, 96Zr.
Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:
  1. Набор статистики в измерениях 2b0ν - и 2b2ν-распадов в ядрах 106Cd, 82Se на спектрометре SuperNEMO. Обработка экспериментальных данных, накопленных в эксперименте GERDA, определение T1/2 для различных мод 2b-распада 76Ge.

  2. Обработка экспериментальных данных и определение T(2b2n)  для 82Se, 76Ge, 150Nd, 96Zr, 130Te, 116Cd, 48Ca.

  3. Набор статистики в измерениях на низкофоновой установке nGeN с HPGe детекторами на Калининской атомной электростанции. Первые результаты по поиску магнитного момента нейтрино на уровне чувствительности ~ (5-9)· 10 -12 µB после нескольких лет измерений. Поиск сигналов когерентного рассеяния нейтрино на ядрах германия из анализа разностных спектров при работающем и выключенном реакторе и на различных расстояниях реактор-детектор.

  4. Набор данных в эксперименте EDELWEISS с детекторами нового типа, работающими при пороге ниже 0,1 КэВ. Анализ ранее накопленных данных, определение параметров (ограничений) частиц темной материи с массами менее 1 ГэВ/c 2. Начало Ricochet фазы эксперимента по прецизионному изучению CEnNS в ILL с детекторами, созданными EDELWEISS.

  5. Начало набора данных в крупномасштабном эксперименте LEGEND по поиску 2b0n-распада 76Ge.

  6. Набор статистики на установленных восьми кластерах нейтринного телескопа Baikal-GVD. Поиск и изучение нейтрино высоких энергий астрофизической природы.  Подготовка и постановка следующих кластеров детектора. Разработка и тестирование новой системы сбора и передачи данных, обеспечивающей снижение регистрируемых энергий.

  7. Исследование KLL и KMM групп Оже-электронов при распаде 67Ga, 152, 154, 155Eu.

  8. Разработка и испытание низкопороговых (~ 200 эВ) HPGe-детекторов. Изготовление низкофоновых пластических сцинтилляторов для поиска когерентного рассеяния нейтрино.

  9. Результаты поиска стерильных нейтрино на данных 2016-2021 гг., накопленных спектрометром DANSS. Прецизионные оценки фона (гамма- и нейтронного) в месте расположения спектрометра DANSS (помещение А336 под реактором 4-ого энергоблока КАЭС). Результаты НИОКР по модернизации спектрометра. 

  10. Завершение ремонта радиохимической лаборатории 2-ого класса; размещение оборудования для изготовления источников для брахитерапии раковых заболеваний; получение санитарно-эпидемиологического заключения на проведение работ в радиохимической лаборатории 2-ого класса.

  11. Продолжение работ по проекту MONUMENT. Подготовка к экспериментальной компании в 2022 г. (приобретение детекторов и мишеней, смена  криостатов). Сбор данных и анализ накопленных данных.

Проекты по теме:
  Название проекта Руководитель проекта Приоритет проекта
(сроки реализации)		  
1. SuperNEMO Кочетов О.И. 1   (2013-2023)  
2. nGeN (GEMMA) Лубашевский А.В.
Якушев Е.А.
 1   (2010-2023)  
3. EDELWEISS/RICOCHET Якушев Е.А. 1   (2010-2023)  
4. GERDA (LEGEND) Гусев К.Н. 1   (2010-2023)  
5. DANSS Шитов Ю.А. 1   (2011-2023)  
6. БАЙКАЛ Белолаптиков И.А. 1   (2009-2023)  
7. MONUMENT Зинатулина Д.Р. 1   (2021-2023)
Основные этапы темы:
  Этап темы или эксперимент Руководители Статус проекта или эксперимента
  Лаборатория или другие
подразделения ОИЯИ
Ответственные от лаборатории		 Основные исполнители
1. Проект SuperNEMO.
Исследование 2b0n- и
2b2n-распадов 150Nd, 116Cd,
100Mo, 96Zr, 82Se, 48Ca и 130Te
на спектрометре NEMO-3		 Кочетов О.И.
R&D
Набор данных
  ЛЯП
 		  Вагина О.В.,  Камнев И.И.,  Караиванов Д.В.,  Клименко А.А., Мирзаев Н.А.,  Немченок И.Б.,  Рахимов А.В.,  Саламатин А.В.,  Смольников А.А.,  Тимкин В.В.,  Третьяк В.И.,  Философов Д.В.,  Шитов Ю.А.
  ЛТФ
 		 Шимковиц Ф.
2. Исследование 2K2n
и 2K0n распада 106Cd
на спектрометре TGV		 Рухадзе Н.И.
Штекл И.
Набор данных
  ЛЯП
 		 Катулина С.Л.,  Саламатин А.В.,  Сандуковский В.Г.,  Тимкин В.В.
  ЛТФ
 		 Шимковиц Ф.
3. Проект GERDA.
Исследование и разработка
детектирующих систем на
основе ППД для экспериментов GERDA, MAJORANA, LEGEND.
Поиск 2b0n-распада 76Ge		 Гусев К.Н.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯП
 		 Житников И.В., Зинатулина Д.Р.,  Клименко А.А.,  Кочетов О.И.,  Лубашевский А.В.,  Немченок И.Б.,  Румянцева Н.С.,  Сандуковский В.Г.,  Смольников А.А.,  Фомина М.В.,  Шевчик Е.А.,  Ширченко М.В.
  ЛТФ
 		 Шимковиц Ф.
4. Проект νGeN (GEMMA).
Поиск магнитного
момента и когерентного
рассеяния нейтрино		 Лубашевский А.В.
Якушев Е.А.
Модернизация
Набор данных
  ЛЯП
 		 Белов В.В.,  Вольныз В.П., Грубчин Л., Гуров Ю.Б., Евсеев С.А., Житников И.В.,  Зинатулина Д.Р., Иноятов А.Х., Катулина С.Л., Казарцев С.В., Киянов С.П., Кузнецов А.С.,  Медведев Д.В,  Пономарев Д.В.,  Пушков Д.С., Саламатин А.В., Розов С.В.,  Розова И.Е.,  Сандуковский В.Г.,  Философов Д.В., Фомина М.В., Шахов К.В., Шевчик Е.А., Ширченко М.В., Хушвактов Ж.Х.
5. Проект EDELWEISS/RICOCHET.
Объединенный проект прямого поиска темной материи и прецизионного исследования CEnNS  с новыми криогенными детекторами
 Якушев Е.А.
Розов С.В.
Модернизация
Набор данных
  ЛЯП
 		 Белов В.В, Ваганов Ю.А., Гуров Ю.Б, Евсеев С.А., Иноятов А.Х., Караваинов Д.В., Казарцев С.В., Лубашевский А.В.,  Мирзаев Н.А.,  Перевощиков Л.Л.,  Пономарев Д.В.,  Рахимов А.В.,  Розова И.Е.,   Саламатин А.В., Темербулатова Н., Трофимов В.Н., Философов Д.В.,  Хушвактов Ж.Х., Шахов К.В.
6. Проект БАЙКАЛ

 Белолаптиков И.А.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯП
 		 Аллахвердян В.А., Антонов П.И.,  Бородина И.В., Голубков К.В.,  Горшков Н.А.,  Довбненко М.С., Дорошенко А.А.,  Доценко И.С., Дворницки Р.,  Евсеев С.А., Елжов Т.В., Емельянов А.Н,, Катулин С.А., Катулин М.С.,  Катулина С.Л., Колбин М.М.,  Конищев К.В.,  Коробченко А.В.,  Малышкин Ю.М., Миленин М.Б.,  Минаев М.Л., Назари В.,  Наумов Д.В., Оразгали Т.,  Орлов Д.А.,  Петухов Д.П.,  Перевощиков Л.Л,, Плисковский Е.Н.,  Розова И.Е.,  Рушай В.Д.,  Сиренко А.Э., Саламатин А.В.,  Сафронов Г.Б.,  Синегорский С.И.,  Сороковиков М.Н.,  Сосунов Н.И.,  Степкин И.А.,  Храмов Е.В.,  Шайбонов Б.А.,  Шевченко К.И., Шевченко С.А., Яблокова Ю.В.
7. Исследование спектров низко-
энергетических электронов,
сопровождающих
радиоактивный распад
ядер, с целью получения данных для атомной и ядерной физики,
а также для ядерной медицины.
Разработка сверхстабильного
энергетического репера для
нейтринного проекта KATRIN. Исследование излучений радиоактивных нуклидов редкоземельной области
и структуры возбужденных
состояний ядер различной
равновесной деформации		 Иноятов А.Х.
Ковалик А.
Набор данных
  ЛЯП
 		 Абд Альнгар М.А., Довбненко М.С., Морозов В.А.,  Морозова Н.В.,  Перевощиков Л.Л.,  Сиренко А.Э., Стегайлов В.И.,  Солнышкин А.А.,  Фатеев С.В., Философов Д.В., Яблокова Ю.В.
  ЛЯР
 		 Изосимов И.Н.
8. Радиохимическое обеспечение облучения мишеней,
выделение из них радионуклидов методами радиохимии и масс-сепарации, приготовление источников ионизирующих излучений для проведения физических исследований
в ЛЯП; химическое,
радиохимическое и масс-
сепараторное обеспечение
низкофоновых измерений
для нейтринной физики		 Философов Д.В.
Иноятов А.Х.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Баймуханова А.Е., Ваганов Ю.А.,  Величков А.И.,  Дадаханов Ж.А., Караиванов Д.В., Куракина Е.С., Мирзаев Н.А., Морозова Н.В., Саматов Ж.К., Солнышкин А.А.,  Рахимов А.В.
  ЛЯР
 		 Божиков Г.А.
9. Разработка методов разделения элементов (радиохимия и
масс-сепарация); разработка
методов получения
радиоизотопов для ядерной медицины и синтеза радиофармпрепаратов на их основе; разработка и
изготовление микроисточников для брахитерапии раковых
заболеваний; исследование
физико-химических свойств
конденсированных сред с
использованием метода
возмущенных угловых корреляций ядерных излучений		 Философов Д.В.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Баймуханова А.Е., Ваганов Ю.А.,  Величков А.И.,  Денисова Е.А., Караиванов Д.В., Куракина Е.С., Солнышкин А.А.,  Саламатин А.В.,  Саламатин Д.А.,  Темербулатова Н.Т.
  ЛЯР
 		 Божиков Г.А.
10. Разработка и создание низко-
пороговых HPGe-детекторов.
Разработка и создание специальных типов Si-
и Ge-детекторов для низкофоновых измерений. Разработка и создание пластических сцинтилляторов для низкофоновых спектрометров, для нейтронных
детекторов, для детектирования космических мюонов.
Разработка и создание сети
мюонных годоскопов для
непрерывного мониторинга
и прогнозирование состояния
атмосферы над Московским
регионом		 Якушев Е.А.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Гуров Ю.Б.,  Грубчин Л.,  Гусев К.Н.,  Катулина С.Л.,  Немченок И.Б.,  Пономарев Д.В. Розов С.В.,  Сандуковский В.Г.
  ЛЯР
 		 Родин А.М.
  ЛФВЭ
 		 Замятин Н.И.
11. Проект DANSS Шитов Ю.А. 
Набор данных
Модернизация
  ЛЯП
 		 Белов В.В., Вольных В.П., Житников И.В.,  Казарцев С.В.,  Киянов С.П,, Кузнецов А.С.,  Мамедов Ф., Медведев Д.В.,  Пушков Д.С., Розова И.Е., Саламатин А.В., Философов Д.В., Фомина М.В.,  Шевчик Е.А.
12. Проект MONUMENT Зинатулина Д.Р. Ширченко М.В. 
Набор данных
Модернизация
  ЛЯП
 		 Белов В.В.,  Гусев К.Н., Житников И.В.,  Казарцев С.В.,  Румянцева Н.С., Шевчик Е.А.,  Шитов Ю.А., Фомина М.В.
 
 
Сотрудничество по теме:
Страна или международная организация Город Институт или лаборатория Участники Статус
Азербайджан Баку ИРП НАНА Мустафаев И.И. + 1 чел. Совместные работы
Болгария Пловдив PU Маринов А. + 1 чел. Совместные работы
  София INRNE BAS Костов Л. + 3 чел. Совместные работы
      Миланова М. + 1 чел.  
Великобритания Лондон UCL Саакян + 10 чел. Совместные работы
  Манчестер UoM Ремболд С. + 8 чел. Совместные работы
Германия Гейдельберг MPIK Швингенхоер Б. + 7 чел. Совместные работы
  Карлсруэ KIT Эйтель К. + 2 чел. Совместные работы
  Майнц JGU Вендт К. + 3 чел. Совместные работы
  Мюнхен TUM Шонерт С. + 5 чел. Совместные работы
Казахстан Алма-Ата ИЯФ Жданов + 2 чел. Совместные работы
      Пеньков Ф.М. + 1 чел.  
      Тулеушев Ю.Ж. + 4 чел.  
Монголия Улан-Батор IPT MAS Энхбат С. Совместные работы
Польша Краков INP PAS Малески П. + 2 чел. Совместные работы
  Люблин UMCS Будзынски М. + 5 чел. Совместные работы
Россия Воронеж ВГУ Вахтель В.М. + 4 чел. Совместные работы
  Гатчина НИЦ КИ ПИЯФ Серебров А.П. + 5 чел. Совместные работы
  Дубна Гос. ун-т "Дубна" Немченок И.Б. + 2 чел. Совместные работы
  Москва АО "ВНИИНМ" Ривкис Л.А. + 4 чел. Совместные работы
    ИТЭФ Барабаш А.С. Совместные работы
      Данилов М.В. + 6 чел.  
      Старостин А.С. + 3 чел.  
    НИИЯФ МГУ Тетерева Т.В. + 1 чел. Совместные работы
      Чеченин Н.Г.  
    НИЯУ "МИФИ" Гуров Ю.Б. + 5 чел. Совместные работы
      Петрухин А.Ф. + 5 чел.  
      Самедов В.В.  
  Москва, Троицк ИФВД РАН Цвященко А.В. Совместные работы
    ИЯИ РАН Безруков Л.Б.+ 10 чел. Совместные работы
      Домогацкий Г.В. + 10 чел.  
  Нейтрино БНО ИЯИ РАН Кузьминов В.В. + 20 чел. Совместные работы
  С.-Петербург НИИФ СПбГУ Власников К.А. + 3 чел. Совместные работы
    РИ Изосимов И.Н. + 2 чел. Совместные работы
  Томск НИИ ЯФ ТПУ Дудкин Г.Н. + 4 чел. Совместные работы
      Петров А. + 4 чел.  
Словакия Братислава CU Шимкович Ф. + 2 чел. Совместные работы
    IEE SAS Гуран Й. Совместные работы
Узбекистан Ташкент ИЯФ АН РУз Садыков И.И. + 6 чел. Совместные работы
      Юлдашев Б.С.  
    НУУз Муминов Т.М. Совместные работы
Финляндия Йювяскюля UJ Сухонен И. + 1 чел. Совместные работы
Франция Гренобль UGA Камю П. + 2 чел. Совместные работы
  Лион IPNL Гаскон Ж. + 10 чел. Совместные работы
  Модан LSM Лукотт А. + 2 чел. Соглашение
  Орсе CSNSM Марниерос С. + 7 чел. Совместные работы
  Сакле CEA Нонес К.Ф. + 5 чел. Совместные работы
Чехия Прага CTU Штекл И. + 4 чел. Совместные работы
  Ржеж NPI CAS Венос Д. + 2 чел. Совместные работы
Швейцария Виллиген PSI Кнехт А. + 2 чел. Совместные работы