Исследования свойств нейтрино и поиски эффектов за рамками стандартной модели частиц

Рубрика: 
Астрономия и астрофизика
Бойко, РС, Даневич, ФА, Зуева, ОВ, Кобычев, ВВ, Кобычева, ЛН, Кобычев, РВ, Кропивянский, БН, Мокина, ВМ, Пода, ДВ, Полищук, ОГ, Тимошенко, АИ, Третяк, ВИ, Черняк, ДН
Косм. наука технол. 2015, 21 ;(4):44–50
https://doi.org/10.15407/knit2015.04.044
Язык публикации: Украинский
Аннотация: 
Свойства элементарных частиц тесно связаны с проблемами космологии и астрофизики. Объяснение явления нейтринных осцилляций, природы темной материи и темной энергии, асимметрии барионного и антибарионного вещества во Вселенной требуют расширения стандартной модели частиц, где нейтрино играют ключевую роль. Измерение потоков нейтрино от различных источников, исследования безнейтринного двойного бета-распада способны дать ответы на фундаментальные вопросы о природе нейтрино (частица Дирака или Майораны), величину массы и схему массовых состояний этой частицы, нарушение закона сохранения лептонного заряда, нарушение CP-симметрии благодаря смешиванию нейтрино и др. Поиски гипотетических частиц темной материи методами ядерной спектрометрии призваны дать ответ на вопрос о природе и составе темной материи.
Ключевые слова: двойной бета-распад, нейтрино, стандартная модель элементарных частиц, темная материя
Полный текст (PDF)
References: 
1.  Долгов А. Д. Космология и элементарные частицы, или небесные тайны // Физика элементарных частиц и атомного ядра. — 2012. — 43, вып. 3. — C. 528— 572.
2.  Ковтун Г. П., Бойко Р. С., Даневич Ф. А. и др. Производство и свойства низкофоновых сцинтилляторов вольфраматов кадмия и свинца для поиска двойного бета-распада // Ядерна фізика та енергетика. — 2014. — 15. — C. 92—100.
3.  Aalseth C. E., Agnes P., Alexander T., et al. DarkSide // Annual Report Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 2013. — Assergi 2014. — P. 71—79.
4.  Agnese R., Ahmed Z., Anderson A. J., et al. Silicon detector dark matter results from the final exposure of CDMS II // Phys. Rev. Lett. — 2013. —  111. — 251301. — 6 p.
5. Akerib D. S., Araujo H. M., Bai X., et al. First results from the LUX dark matter experiment at the Sanford Underground Research Facility // Phys. Rev. Lett. — 2014. — 112. — 091303. — 7 p.
6. Alimonti G., Arpesella C., Back H., et al. Science and technology of Borexino: a real-time detector for low energy solar neutrinos // Astropart. Phys. — 2002. — 16, N 3. — P. 205—234.
7. Alimonti G., Arpesella C., Bacchiocchi G., et al. A large-scale low-background liquid scintillation detector: the counting test facility at Gran Sasso // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. — 1998. — 406, N 3. — P. 411—426.
8. Angloher G., Armengaud E., Augier C., et al. EURECA Conceptual Design Report // Phys. Dark Universe. — 2014. — 3. — P. 41—74.
9. Annenkov A. N., Buzanov O. A., Danevich F. A., et al. Development of CaMoO4 crystal scintillators for a double beta decay experiment with 100 Mo // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. — 2008. — 584. — P. 334—345.
10. Aprile E., Arisaka K., Arneodo F., et al. First dark matter results from the XENON100 experiment // Phys. Rev. Lett. — 2010. — 105. — 131302. — 5 p.
11. Baer H., Barger V., Huang P., Tata X. Natural supersymmetry: LHC, dark matter and ILC searches // J. High Energy Phys. — 2012. — 05. — 109. — 28 p.
12. Barabash A. S.  The new generation of double beta decay experiments: are there any limitations? // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. — 2012. — 39, N 8. — 085103. — 8 p.
13. Barabash A. S., Chernyak D. M., Danevich F. A., et al. Enriched Zn100 MoO4 scintillating bolometers to search for 0ν2β decay of 100 Mo with the LUMINEU experiment // Eur. Phys. J. C. — 2014. — 74. — 3133. — 7 p.
14. Barea J., Kotila J., Iachello F. Limits on neutrino masses from neutrinoless double-β decay // Phys. Rev. Lett. —2012. — 109. — 042501. — 4 p.
15. Barinova O. P., Danevich F. A., Degoda V. Ya., et al. First test of Li2MoO4 crystal as a cryogenic scintillating bolometer // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. — 2010. — 613. — P. 54—57.
16. Bekker T. B., Coron N., Danevich F. A., et al. Aboveground test of an advanced Li2MoO4 scintillating bolometer to search for neutrinoless double beta decay of 100 Mo // Astropart. Phys. — 2016. — 72. — P. 38—45.
17. Bellini G., Benziger J., Bonetti S., et al. Observation of geo-neutrinos // Phys. Lett. B. — 2010. — 687, N 4-5. — P. 299—304.
18. Bellini G., Benziger J., Bick, D., et al. Precision Measurement of the 7 Be Solar Neutrino Interaction Rate in Borexino // Phys. Rev. Lett. — 2011. — 107. — 141302. — 5 p.
19. Bellini G., Benziger J., Bick D., et al. Final results of Borexino Phase-I on low-energy solar neutrino spectroscopy // Phys. Rev. D. — 2014. — 89. — 112007. — 68 p.
20. Bellini G., Benziger J., Bick D., et al. Neutrinos from the primary proton-proton fusion process in the Sun // Nature. — 2014. — 512. — P. 383—386.
21. Bellini G., Benziger J., Bick D., et al. Borexino: recent solar and terrestrial neutrino results and description of the SOX project // Proc. of the 2013 Europhysics conference on High Energy Physics, 18—24 July 2013, Stockholm, Sweden, Proceedings of Science 2014 (EPSHEP2013) 529. — 8 p.
22. Belli P., Bernabei R., Boiko R. S., et al. Search for double-β decay processes in 106 Cd with the help of a 106 CdWO4 crystal scintillator // Phys. Rev. C. Nucl. Phys. — 2012. — 85. — 044610. — 12 p.
23. Belli P., Bernabei R., Boiko R. S. et al. Search for double beta decay of 136 Ce and 138 Ce with HPGe gamma detector // Nucl. Phys. A. — 2014. — 930. — P. 195—208.
24. Berge L., Boiko R. S., Chapellier M., et al. Purification of molybdenum, growth and characterization of medium volume ZnMoO4 crystals for the LUMINEU program // J. Instrum. — 2014. — 09. — P06004. — 18 p.
25. Berguno D. B. Sterile neutrino search through disappearance studies with a high-intensity 51Cr source and the Borexino detector // Proceedings of the XV International Workshop on Neutrino Telescopes, March 11—15 2013, Venice, Italy, Proceedings of Science 2014 (Neutel2013) 065. — 4 p.
26. Bernabei R., Belli P., Cappella F., et al. New results from DAMA/LIBRA // Eur. Phys. J. C. — 2010. — 67, N 1-2. — P. 39—49.
27. Bilenky S. M. Neutrino Majorana // Ann. Fondation Louis de Broglie. — 2006. — 31, N 2—3. — P. 139—156.
28. Bilenky S. M., Giunti C. Neutrinoless double-beta decay: a brief review // Mod. Phys. Lett. A. — 2012. — 27. — 1230015. — 22 p.
29. Boiko R. S., Virich V. D., Danevich F. A., et al. Ultrapurification of archaeological lead // Inorg. Mater. — 2011. — 47. — P. 645—648.
30. Bossa M. (on behalf of the DarkSide collaboration). DarkSide-50, a background free experiment for dark matter search // J. Instrum. — 2014. — 09. — C01034. — 11 p.
31. Bottino A., Fornengo N., Scopel S. Phenomenology of light neutralinos in view of recent results at the CERN Large Hadron Collider // Phys. Rev. D—Parts and Fields. — 2012. — 85. — 095013. — 9 p.
32. Chernyak D. M., Danevich F. A., Giuliani A., et al. Rejection of randomly coinciding events in ZnMoO4 scintillating bolometers // Eur. Phys. J. C. — 2014. —  74. — 2913. — 6 p.
33. Danevich F. A., Georgadze A. Sh., Kobychev V. V., et al. Application of PbWO4 crystal scintillators in experiment to search for 2β decay of 116Cd // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. — 2006. — 556. — P. 259—265.
34. Danevich F. A., Kobychev V. V., Kobychev R. V., et al. Impact of geometry on light collection efficiency of scin tillation detectors for cryogenic rare event searches // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. — 2014. — 336. — P. 26—30.
35. Danevich F. A., Kobychev R. V., Kobychev V. V., et al. Optimization of light collection from crystal scintillators for cryogenic experiments // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. — 2014. — 744. — P. 41—47.
36. Deppisch F. F., Hirsch M., Päs H. Neutrinoless double-beta decay and physics beyond the standard model // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. — 2012. — 39.— 124007. — 23 p.
37. Giammarchi M. G. (on behalf of the Borexino Collaboration). Solar and geoneutrino physics with Borexino // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Assoc. Equip. — 2014. — 742. — P. 250—253.
38. Gironi L., Arnaboldi C., Beeman J. W., et al. Performance of ZnMoO4  crystal as cryogenic scintillating bolometer to search for double beta decay of molybdenum // J. Instrum. — 2010. — 5. — P11007. — 12 p.
39.  Giuliani A. Neutrino physics with low-temperature detectors // J. Low Temp. Phys. — 2012. — 167, N 5-6. — P. 991—1003.
40. Grigoriev D. N., Danevich F. A., Shlegel V. N., Vasiliev Ya. V. Development of crystal scintillators for calorimetry in high energy and astroparticle physics // J. Instrum. — 2014. — 09. — C09004. — 8 p.
41. Kim G. B., Choi S., Jang Y. S., et al. Thermal model and optimization of a large crystal detector using a metallic magnetic calorimeter // J. Low Temp. Phys. — 2014. — 176. — P. 637—643.
42. Lee S. J., Choi J. H., Danevich F. A., et al. The development of a cryogenic detector with CaMoO4 crystals for neutrinoless double beta decay search // Astropart. Phys. — 2011. — 34. — P. 732—737.
43. Mohapatra R. N., Antusch S., Babu K. S., et al. Theory of neutrinos: A white paper // Repts Progr. Phys. — 2007. — 70, N 11. — P. 1757—1867.
44. Pallavicini M. The SOX project: a search for sterile neutrinos with BoreXino // Proceedings of the XV International Workshop on Neutrino Telescopes, March 11—15 2013 Venice, Italy, Proceedings of Science 2014 (Neutel2013) 026. — 10 p.
45. Pirro S., Beeman J. W., Capelli S., et al.  Scintillating double-beta-decay bolometers // Phys. Atom. Nucl. — 2006. — 69, N 12. — P. 2109—2116.
46. Rodejohann W. Neutrino-less double beta decay and particle physics // Int. J. Mod. Phys. E. — 2011. — 20, N 9. — P. 1833—1930.
47. Rossi N., Bellini G., Benziger J., et al. The Borexino experiment: Recent results and future plans // Nuovo cim. — 2014. — 37. — P. 119—123.
48. Shlegel V. N., Berge L., Boiko R. S., et al. Purification of molybdenum oxide, growth and characterization of medium size zinc molybdate crystals for the LUMINEU program // EPJ Web of Conf. — 2014. — 65. — 03001. — 6 p.
49. Testera G. (on behalf of the Borexino Collaboration). Solar and geo neutrinos in Borexino: summary of the Phase-I measurements and recent results // Proceedings of the XV Workshop on Neutrino Telescopes, 11—15 March 2013, Venice, Italy, Proceedings of Science 2014 (Neutel 2013) 008. — 10 p.

50. Vergados J. D., Ejiri H., Šimkovic F. Theory of neutrinoless double-beta decay // Repts Progr. Phys. — 2012. — 75, 106301. — 52 p.