Выпускник НИЯУ МИФИ участвует в эксперименте Double Chooz во Франции

Эксперимент Double Chooz во Франции является одним из трех экспериментов (два других – Daya Bay в Китае и RENO в Корее), которым удалось реализовать для измерения угла смешивания нейтрино θ₁₃. Сама идея эксперимента подобного рода принадлежит российским физикам – профессору Л.А. Микаэляну и выпускнику кафедры №11 НИЯУ МИФИ В.В. Синеву. Они присоединились к французскому проекту, который позже превратился в международную коллаборацию.

На данный момент с российской стороны в эксперименте участвуют два института: ИЯИ РАН и РНЦ «Курчатовский институт». Стоит отметить, что активное участие принимает аспирант ИЯИ РАН, выпускник кафедры №11 НИЯУ МИФИ Дмитрий Ларин.

На фото: выпускник кафедры №11 НИЯУ МИФИ Дмитрий Ларин и зам. зав. кафедры №11 по учебной работе, доцент П.Ю. Наумов

Два детектора антинейтрино были расположены в живописном месте Франции Арденнах (Ardennes), вблизи двух мощных ядерных реакторов атомной станции Chooz B (суммарная тепловая мощность двух реакторов 8.4 ГВт). Нейтрино регистрируются в результате известного процесса – обратного бета распада (IBD – inverse beta decay). Детекторы, насколько это было возможно, были построены идентичными, чтобы получить результат путем сравнения измерений потока антинейтрино на двух различных расстояниях (пролетных базах) от ядерного реактора. Каждый детектор — это набор вложенных друг в друга цилиндров, выполненных из разного материала и заполненных различными рабочими жидкостями. В центре находится цилиндр из оргстекла, заполненный жидким сцинтиллятором на основе додекана (80%) с РХЕ (phenyl-xylyl-ethane) (20%) с добавкой гадолиния примерно 1% по весу. Гадолиний необходим для эффективного поглощения нейтронов, возникающих в реакции обратного бета-распада, которая служит для регистрации антинейтрино.

Эксперимент продолжался шесть лет (2011-2017гг.). За это время методика эксперимента сильно усовершенствовалась, было предложено много подходов для анализа данных, помимо традиционных. Несмотря на то, что Double Chooz имеет самую маленькую массу мишени (8.5 т против 16 т RENO и 20 т Daya Bay), удалось достичь второго по точности результата среди трех экспериментов. На сегодняшний день получено значение параметра осцилляции sin²2θ₁₃ = 0.105 ± 0.014.

Параллельно с основной задачей, измерением угла смешивания нейтрино, было выполнено несколько важных измерений: определен выход изотопов ⁹Li и ⁸Не при прохождении мюонов и выход нейтронов, инициированных мюонами.

Сейчас продолжается анализ экспериментальных результатов, и параметр угла уточняется почти каждый день. Предполагается также изучить более точно форму спектра антинейтрино от ядерного реактора, а также изучить влияние остаточного антинейтринного излучения от бассейнов передержки топлива как фона при изучении спектра реакторных антинейтрино.