Новости

18 февраля, 2021 16:50

Физики создали кристаллы для поисков самых редких ядерных распадов

Источник: ТАСС
Российские ученые вырастили кристаллы на основе соединений кислорода, лития, вольфрама и молибдена. Их можно использовать для наблюдений за состоянием ядерных реакторов и поиска следов безнейтринных двойных бета-распадов – самого редкого типа распадов атомов во Вселенной. Об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в Journal of Chemical Thermodynamics.
Монокристаллы молибдата лития (Li2MoO4), из которых изготавливают болометры для поиска двойного безнейтринного бета распада. Источник: ИНХ СО РАН
Монокристаллы вольфрамата лития (Li2WO4), частично замещенные молибденом, из которых будут изготавливаться болометры для изучения процессов упругого когерентного рассеяния нейтрино. Источник: ИНХ СО РАН
3 / 4
Монокристаллы молибдата лития (Li2MoO4), из которых изготавливают болометры для поиска двойного безнейтринного бета распада. Источник: ИНХ СО РАН
Монокристаллы вольфрамата лития (Li2WO4), частично замещенные молибденом, из которых будут изготавливаться болометры для изучения процессов упругого когерентного рассеяния нейтрино. Источник: ИНХ СО РАН

Двойной бета-распад – самый редкий вид радиоактивного распада, в результате которого заряд изотопа увеличивается на две единицы. Обычно при таком распаде выделяется два нейтрино или антинейтрино. Ученые предполагают, что существует и безнейтринный двойной бета-распад. Расчеты теоретиков показывают, что такие распады происходят во временных масштабах, сопоставимых со временем жизни Вселенной.

Ученые пытаются найти следы ядерных реакций. Если эти поиски увенчаются успехом, появятся однозначные доказательства существования явлений, которые запрещает Стандартная модель – теория, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц. Это может объяснить также, почему антиматерии во Вселенной почти нет.

Для подобных поисков ученые создают сверхчистые кристаллы из элементов, атомы которых могут распадаться подобным образом, а также детекторы фотонов, которые могут фиксировать вспышки света, возникающие в результате бета-распадов этих атомов.

Ученые Института неорганической химии СО РАН открыли возможный способ улучшить работу датчиков света в детекторах безнейтринных двойных бета-распадов, а также приспособить их для решения других задач. Они создали сверхчистые кристаллы из лития, вольфрама, кислорода и небольшой примеси молибдена. Соединения этих металлов активно взаимодействуют с нейтрино, кроме того, их можно использовать как основу для болометров – научных приборов, которые измеряют энергию излучения.

Авторы работы разработали новую методику выращивания кристаллов из этих соединений. Она позволяет контролировать доли молибдена и вольфрама внутри них, опираясь на технологию, которую в 1915 году изобрел польский химик Ян Чохральский. Наблюдая за их ростом и изучив их свойства, ученые выяснили, как можно гибко управлять взаимодействиями нейтрино и атомами в этих кристаллах, меняя соотношение элементов внутри них, а также долю примесей.

Опыты показали, что кристаллы, в которых 2,5% атомов вольфрама были замещены молибденом, обладали рядом необычных и интересных свойств, позволяющих использовать их и для мониторинга состояния ядерных реакторов, и для поисков двойных безнейтринных распадов. Российские ученые уже изготовили опытные образцы таких кристаллов, работу которых они надеются проверить в ближайшее время. 

29 апреля, 2021
Эффекты поляризации углеродных нанотрубок позволят использовать их в запоминающих устройствах и наногенераторах
Российские ученые выяснили, что возникновение поляризации и изменение проводимости нанотрубок в от...
29 апреля, 2021
Укрощение холодной. Физики заставят плазму потрудиться
Недавно вышла книга «Теплая равновесная и холодная неравновесная электронно-пучковая плазма. Фундаме...