КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 22-72-00054

НазваниеПоиски стерильного нейтрино в эксперименте DANSS с учетом информации об абсолютной скорости счета антинейтринных событий и изучение временного разрешения прототипа детектора SuperFGD для нейтронов.

РуководительСкробова Наталия Алексеевна, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академии наук, г Москва

КонкурсКонкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Поиски явлений за рамками Стандартной Модели являются в настоящее время одним из важнейших направлений в физике элементарных частиц. Сейчас есть несколько экспериментальных указаний на такие явления. Наиболее статистически значимыми являются указания о существовании стерильного нейтрино. Поиски стерильного нейтрино являются чрезвычайно актуальной задачей. Над этим работает более 10 экспериментов в различных странах мира. В эксперименте DANSS получены лучшие в мире ограничения на параметры стерильного нейтрино в некоторых областях пространства параметров. В частности исключена большая область параметров, где имеются указания на существование стерильного нейтрино в эксперименте BEST, включая его наилучшую точку. В предлагаемом проекте планируется расширить область чувствительности эксперимента DANSS в область больших значений разностей квадратов масс нейтрино, где имеются указания о существовании стерильного нейтрино в экспериментах BEST и Нейтрино-4. Улучшение в чувствительности предполагается достигнуть путем использования информации об абсолютных скоростях счета антинейтринных событий. Измерения с использованием абсолютных скоростей счета уже проводились, однако детектор DANSS находится на самом близком расстоянии к промышленному реактору и это позволяет надеяться на улучшение результатов в промежуточной области значений параметра разности квадратов масс нейтрино. Мега-проект Hyper Kamiokande станет одним из двух крупнейших проектов по исследованию свойств нейтрино, проведению космологических исследований с помощью нейтрино и поиску распада протона. Изготовленный в ИЯИ РАН детектор SuperFGD, состоящий из примерно 2 млн сцинтилляционных счетчиков, позволит резко улучшить восстановление нейтринных событий, включая конечные состояния с нейтроном. Энергия нейтрона будет измеряться с помощью времени пролета, поэтому методика определения времени пролета и оценка временной точности очень важны. Работа в этом направлении с использованием экспериментальных измерений на прототипе SuperFGD составляет вторую часть данного исследования.

Ожидаемые результаты
В настоящее время в эксперименте DANSS поиски стерильного нейтрино ведутся с помощью изучения отношения энергетических спектров позитронов на разных расстояниях от реактора с помощью одного и того же детектора. Этот подход является наиболее модельно-независимым. Однако чувствительность этого метода при Δm^2 > 4 эВ^2 резко уменьшается. Использование информации об абсолютной скорости счета антинейтринных событий должно позволить увеличить чувствительность эксперимента в этой области. Для этого планируется: 1. Провести анализ всех систематических неопределенностей, возникающих при таком подходе, включая неопределенность в потоке антинейтрино и в абсолютной эффективности детектора. 2. Оценить чувствительность эксперимента к параметрам стерильного нейтрино при проведении анализа с учетом информации об абсолютных скоростях счета антинейтринных событий. 3. Провести поиски стерильного нейтрино с учетом информации об абсолютных скоростях счета антинейтринных событий и получить ограничения на параметры гипотетического стерильного нейтрино. Обнаружение стерильного нейтрино к кардинальным изменениям современных представлений о строении Материи. Ограничения на его параметры важны для проверки указаний на его существование в других экспериментах и для проверки различных теоретических моделей. Ожидается, что полученные результаты будут находиться на мировом уровне или даже превосходить его для некоторых значений параметров. С использованием экспериментальных данных с прототипа детектора SuperFGD на нейтронном пучке LANL будет разработана методика определения времени пролета нейтрона для нейтронов с энергиями до 700 МэВ и измерена точность в определении времени пролета. Разработанный и созданный в ИЯИ детектор SuperFGD является рекордным по числу сцинтилляционных счетчиков (около 2 млн). Полученные результаты будут уникальными и определять уровень исследований с мире в этой области.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ