03-2-1100-2010/2021
 
Приоритет: 1
   
Статус: Завершаемая
 

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

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

Изучаемая проблема и основная цель исследований:
Поиск и изучение безнейтринной и двухнейтринной мод двойного бета-распада, выяснение природы майорановская или дираковская нейтрино, 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 2β0ν-распада 106Cd, 82Se, 76Ge на спектрометрах SuperNEMO, GERDA. Получение верхнего предела на существование безнейтринного 2β 0ν-распада 76Ge, 82Se на уровне T1/2 ≥10 лет, соответствующего майорановской массе нейтрино m ≤ 0,1 эВ.

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

  3. Поиск частиц темной материи в эксперименте EDELWEISS. Задачей новой фазы эксперимента EDELWEISS-LT является достижение чувствительности на уровне нейтринного сигнала (когерентное рассеяние 8B солнечных нейтрино). Будет проводиться набор данных с болометрами, работающими в моде с внутренним усилением фононного сигнала, благодаря использованию эффекта Неганова-Трофимова-Люка. Проведение исследований, направленных на улучшение энергетических разрешений индивидуальных каналов с целью достижения порога на уровне одноэлектронных событий.  Разработка новейших детекторов для одновременного поиска частиц темной материи с минимальными порогами в области масс, недоступной детекторам на сжиженных благородных газах, и проведение прецизионного изучения когерентного рассеяния реакторных нейтрино.

  4. Измерение магнитного момента нейтрино на спектрометре GEMMA на уровне чувствительности 3 ÷ 8 · 10 -12 µ B. 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. Внутри реакторная диагностика промышленных атомных реакторов с помощью спектрометра DANSS. Поиск стерильных нейтрино в экспериментах с реакторными антинейтрино.

  8. Участие совместно с институтами России в создании глубоководного нейтринного телескопа мюонов и нейтрино 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 2β 0ν - и 2β2ν-распадов в ядрах 106Cd, 82Se, 76Ge на спектрометрaх SuperNEMO, GERDA.

  2. Обработка экспериментальных данных и определение T(2β2γ)  для 82Se, 76Ge, 150Nd, 96Zr, 130Te, 116Cd, 48Ca.

  3. Набор статистики в измерениях на низкофоновой установке с HPGe детекторами на Калининской атомной электростанции. Поиск магнитного момента нейтрино на уровне чувствительности ~ 3· 10 -12 µ B. 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.

  5. Исследование и разработка детектирующих систем на основе полупроводниковых детекторов для экспериментов GERDA и MAJORANA. Продолжение набора статистики в этих экспериментах по поиску 2β0ν - распада 76Ge. Подготовка к запуску крупномасштабного германиевого проекта LEGEND.

  6. Набор статистики на установленных семи 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 (проект Байкал).

  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. Продолжение набора статистики детектором DANSS. Анализ данных и публикация результатов (по стерильным нейтрино, мониторингу реактора, чувствительности к компонентам ядерного топлива) на основании статистики за 4 года работы ( 4 млн. зарегистрированных антинейтрино). НИОКР по апгрейду спектрометра  DANSS.

  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. Начало проекта MONUMENT. Подготовка к экспериментальной компании в 2021 г. (приобретение детекторов и мишеней, смена  криостатов, модернизация креплений, изготовление системы проверки профиля пучка). Анализ накопленных данных.

Проекты по теме:
  Название проекта Руководитель проекта Приоритет проекта
(сроки реализации)		  
1. SuperNEMO Кочетов О.И. 1   (2013-2021)  
2. GEMMA-III Бруданин В.Б. 1   (2010-2021)  
3. EDELWEISS-LT Якушев Е.А. 1   (2010-2021)  
4. G&M (GERDA) Гусев К.Н. 1   (2010-2021)  
5. DANSS Бруданин В.Б.
Шитов Ю.А.		 1   (2011-2021)  
6. БАЙКАЛ Белолаптиков И.А.
Бруданин В.Б.		 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 2beta0nu- и
2beta2nu-распадов 150Nd, 116Cd,
100Mo, 96Zr, 82Se, 48Ca и 130Te
на спектрометре NEMO-3		 Кочетов О.И.
R&D
Набор данных
  ЛЯП
 		 Бруданин В.Б.,  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 2K2 nu
и 2K0 nu 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 G&M
(GERDA-MAJORANA).
Исследование и разработка
детектирующих систем на
основе ППД для эксперимен-
тов GERDA и MAJORANA.
Поиск 2beta0nu-распада 76Ge		 Гусев К.Н.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯП
 		 Бруданин В.Б., 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 GEMMA-III.
Поиск магнитного
момента и когерентного
рассеяния нейтрино		 Бруданин В.Б.
Лубашевский А.В.
Якушев Е.А.
Модернизация
Набор данных
  ЛЯП
 		 Белов В.В.,  Житников И.В.,  Зинатулина Д.Р., Казарцев С.В., Кузнецов А.С.,  Медведев Д.В,  Пономарев Д.В.,  Розов С.В.,  Розова И.Е.,  Сандуковский В.Г.,  Фомина М.В.,  Хушвактов Ж.Х., Шахов К.В., Шевчик Е.А., Ширченко М.В.
5. Проект EDELWEISS-LT.
Поиск небарионной темной
материи с криогенными
детекторами в подземной
лаборатории Фрежус		 Якушев Е.А.
Розов С.В.
Модернизация
Набор данных
  ЛЯП
 		 Бруданин В.Б.,   Евсенкин В.А., Лубашевский А.В.,  Мирзаев Н.А.,  Перевощиков Л.Л.,  Пономарев Д.В.,  Рахимов А.В.,  Розова И.Е.,   Философов Д.В.,  Шахов К.В.
6. Проект БАЙКАЛ.
Создание 6 и 7 кластеров
глубоководного нейтринного
телескопа масштаба 1 км 3 на
озере Байкал (BAIKAL-GVD).
Исследование потоков нейт-
рино сверхвысоких энергий
из космоса, поиск гипоте-
тических частиц-магнитных
монополей, а также кандида-
тов на роль темной материи		 Белолаптиков И.А.
Бруданин В.Б.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯП
 		 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.,  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., Ширченко М.В., Яблокова Ю.В.
7. Исследование спектров низко-
энергетических электронов,
сопровождающих радиоакти-
вный распад ядер, с целью
получения данных для атом-
ной и ядерной физики, а так-
же для ядерной медицины.
Разработка сверхстабильного
энергетического репера для
нейтринного проекта KAT-
RIN. Исследование излуче-
ний радиоактивных нукли-
дов 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 обеспече-
ние облучения мишеней,
выделение из них радио-
нуклидов методами радио-
химии и масс-сепарации, приго-
товление источников ионизи-
рующих излучений для про-
ведения физических исследо-
ваний в ЛЯП; химическое,
радиохимическое и масс-
сепараторное обеспечение
низкофоновых измерений
для нейтринной физики		 Философов Д.В.
Иноятов А.Х.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Ваганов Ю.А.,  Величков А.И.,  Караиванов Д.В.,  Морозова Н.В., Саматов Ж.К., Солнышкин А.А.,  Дадаханов Ж.А.,  Куракина Е.С.,  Баймуханова А.Е.,  Рахимов А.В.,  Мирзаев Н.А.
  ЛЯР
 		 Божиков Г.А.
9. Разработка методов разделе-
ния элементов (радиохимия и
масс-сепарация); разработка
методов получения радиоизо-
топов для ядерной медицины
и синтеза радиофармпрепара-
тов на их основе; разработка
и изготовление микроисточни-
ков для брахитерапии раковых
заболеваний; исследование
физико-химических свойств
конденсированныъх сред с ис-
пользованием метода возму-
щенных угловых корреляций
ядерных излучений		 Философов Д.В.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Ваганов Ю.А.,  Величков А.И.,  Лебедев Н.А.,  Караиванов Д.В.,  Солнышкин А.А.,  Саламатин А.В.,  Саламатин Д.А.,  Темербулатова Н.Т.,  Куракина Е.С.
  ЛЯР
 		 Божиков Г.А.
10. Разработка и создание низко-
порговых HPGe-детекторов.
Разработка и создание специ-
альных типов Si- и Ge-детек-
торов для низкофоновых из-
мерений. Разработка и созда-
ние пластических сцинтилля-
торов для низкофоновых спе-
ктрометров, для нейтронных
детекторов, для детектирова-
ния космических мюонов.
Разработка и создание сети
мюонных годоскопов для
непрерывного мониторинга
и прогнозирование состояния
атмосферы над Московским
регионом		 Бруданин В.Б.
Якушев Е.А.
Изготовление
  ЛЯП
 		 Борович Д.В.,  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. Бруданин В.Б.
Набор данных
Модернизация
  ЛЯП
 		 Белов В.В., Зинатулина Д.Р.,  Житников И.В.,  Казарцев С.В.,  Кузнецов А.С.,  Медведев Д.В.,  Ольшевский А.Г.,  Розова И.Е.,  Румянцева Н.С.,  Фомина М.В.,  Шевчик Е.А.,  Ширченко М.В.
12. Проект MONUMENT Зинатулина Д.Р. Ширченко М.В. 
Изготовление
Набор данных
  ЛЯП
 		 Белов В.В.,  Бруданин В.Б., 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 Самедов О.А. Совместные работы
Болгария Пловдив PU Маринов А. + 1 чел. Совместные работы
  София INRNE BAS Костов Л. + 3 чел. Совместные работы
      Миланова М.  
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 NINP 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