На днях на общем собрании членов РАН Президент РАН, академик Александр Михайлович Сергеев, представил важнейшие достижения российской науки за 2019 год. В число упомянутых работ вошел научный результат сотрудников Института ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН), полученный на установке KATRIN в немецком городе Карлсруэ.
В проект KATRIN входит 25 научных организаций из 6 стран мира. Сотрудники ИЯИ РАН продолжают и развивают работы, начатые на установке созданной в Троицке под руководством академика В.М. Лобашева. Установка KATRIN, аналогично «Троицк ню-масс», основана на идее электростатического спектрометра с адиабатической магнитной коллимацией, предложенной В.М. Лобашевым и П.Е. Спиваком. Этот подход позволил одновременно иметь высокое разрешение спектрометра и неограниченную площадь безоконного газового источника молекулярного трития и получить на «Троицк ню-масс», ограничение на эффективную массу электронного антинейтрино на уровне 2,05 эВ, которое в течение более 10 лет являлось лучшим в мире.
Выполненная на новом технологическом уровне, установка KATRIN позволила поднять интенсивность источника примерно в 170 раз. Анализ первого четырехнедельного цикла измерений, проведенных в 2019 г., привел к ограничению на эффективную массу электронного антинейтрино mν < 1 эВ, что вдвое превосходит предыдущие результаты.
Работы по поиску массы нейтрино и антинейтрино находятся сейчас на самом острие физики. Дело в том, что современная физика базируется на Стандартной модели, которая описывает все существующие элементарные частицы и взаимодействия между ними. Однако Стандартная модель физики частиц неполна. В частности, масса нейтрино фиксируется равной нулю. Сам факт того, что нейтрино имеет массу, означает существование новой физики за пределами Стандартной модели, причем величина массы нейтрино является важнейшим параметром этой новой физики. Обнаружение эффекта нейтринных осцилляций, надежно продемонстрировало отличие от нуля массы нейтрино и позволило измерить расщепление массовых состояний. При этом абсолютная шкала масс нейтрино остаётся неизвестной, но может быть определена в экспериментах с распадом трития.
Во Вселенной реликтовые нейтрино распространены почти так же широко, как и реликтовые фотоны. Поэтому в космологии, сумма масс всех типов нейтрино играет важную роль в эволюции крупномасштабной структуры Вселенной. Массивные нейтрино являются одним из кандидатов на «темную» материю.
С 1983 года в ИЯИ РАН ведётся поиск эффективной массы электронного антинейтрино в β-распаде трития. В течение более семидесяти лет эксперименты по поиску массы нейтрино представляют первостепенный интерес для фундаментальной науки.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской Академии наук (ИЯИ РАН) образован в 1970 году постановлением Президиума АН СССР на основе решения Правительства, принятого по инициативе Отделения ядерной физики АН СССР. Институт организован в целях создания современной экспериментальной базы и развития исследований в области физики элементарных частиц и высоких энергий, атомного ядра, физики и техники ускорителей, физики космических лучей, космологии и физики нейтрино. В состав ИЯИ РАН входят филиал Баксанская нейтринная обсерватория (пос. Нейтрино, КБР), сильноточный линейный ускоритель ионов водорода (г. Троицк, Москва) и Байкальский глубоководный нейтринный телескоп (Иркутская область).
