обучение

Учебные курсы - Современные низкофоновые детекторы в актуальных задачах физики частиц

Тема 1. Физика нейтрино от Солнца

Стандартная солнечная модель. Протон-протонный цикл, CNO-цикл. Радиохимические методы детектирования солнечных нейтрино: хлор-аргоновый и галлий-германиевые детекторы. Загадка солнечных нейтрино. Осцилляции нейтрино в вакууме и веществе. Водные черенковские детекторы. Супер-Камиоканде. SNO – детектор на тяжелой воде. Сцинтилляционный детектор Борексино. Измерение потока бериллиевых и борных солнечных нейтрино. О детектировании pep- и CNO-нейтрино.

Тема 2. Антинейтрино от реакторов

Постановка задачи детектирования антинейтрино от реакторов. Источники фона. Поиск нейтринных осцилляций в экспериментах на реакторах. Эксперименты на расстояниях до 1 км от активной зоны. Сцинтилляционный детектор KamLAND - наблюдение осцилляций на эффективном расстоянии 180 км от реакторов. Измерение угла смешивания υ13 – экспериментальные проекты Daya Bay, Double Chooz, RENO.

Тема 3. Гео-нейтрино

Геохимические модели образования и строения Земли. Источники фона при детектировании гео-нейтрино. Наблюдение гео-нейтрино детекторами KamLAND и Борексино. Гео-реактор. О возможности разделения вкладов урана и тория в поток гео-нейтрино. Будущие проекты.

Тема 4. Звездный коллапс

Что мы знаем о развитии взрыва Сверхновых звезд? Сверхновая SN1987A – «звездный» час экспериментальной нейтринной астрофизики. Регистрация антинейтринного сигнала детекторами IMB, Super-KamiokaNDE и БПСТ. Сигнал в детекторе LSD и модель вращающегося коллапсара. Система раннего предупреждения о сверхновой SNEWS.

Тема 5. Поиск распада протона

Распад протона – ключ к великому объединению взаимодействий. Каналы распада и современные ограничения. Особенности поиска распада протона по каналу p→e⁺π⁰ на примере детектора IMB. Перспективы и будущие детекторы.

Тема 6. Безнейтринный двойной β-распад

Что даст наблюдение (0ν2β)-распада с точки зрения изучения свойств нейтрино? Ядра, чувствительные к (0ν2β)-распаду. Требования к экспериментальным установкам. Особенности анализа фоновых условий в германиевых полупроводниковых детекторах. Обсуждение результатов эксперимента Heidelberg-Moscow. Эксперимент Gerda в лаборатории Гран-Сассо. Будущие проекты и перспективы, поиск (0ν2β)-распада в мишенях из ¹³⁶Xe, ¹⁵⁰Nd.

Тема 7. Поиск частиц темной материи

Темная материя (ТМ). Постановка задачи поиска частиц ТМ; частицы-кандидаты. Детектор DAMA – наблюдение годовых вариаций сигнала от WIMP? Источники фона. Криогенный детектор Cresst-II. Особенности учета сцинтилляционного дефекта при идентификации типа частицы. Источники фона и их разделение. Двухфазные детекторы. Обсуждение накопленных результатов. Будущие проекты.

Тема 8. Измерение массы нейтрино

Экспериментальные подходы к измерению массы нейтрино в зависимости от флейвора. Изучение формы β-спектра трития. Масса ν_e и Троицкий эксперимент. Распад π-мезонов и установление предела на массу ν_μ. Будущие проекты. Эксперимент KATRIN.