Двойной бета-распад
Поиск безнейтринного двойного бета-распада
Безнейтринный двойной бета-распад не сопровождается эмиссией нейтрино или антинейтрино.
В результате такого процесса лептонное число не сохраняется (изменяется на две единицы). Хотя стандартная модель физики элементарных частиц запрещает процессы с нарушением закона сохранения лептонного числа, многие расширения стандартной модели включают в себя процессы такого рода. Доказано, что для осуществления безнейтринного 2β-распада необходимо, чтобы, во-первых, нейтрино являлось майорановской частицей (то есть представляло собой собственную античастицу), и, во-вторых, нейтрино обладало массой. Число ядер, распадающихся по обычным каналам одиночных электронного и позитронного β-распадов очень велико, а примеров двойного β-распада, известных к настоящему моменту, всего несколько. На сегодняшний день достоверно установлено наличие лишь двухнейтринного 2β-распада, допускаемого классической теорией и потому не представляющего особого интереса. Для безнейтринной моды, обнаружение хотя бы одного примера которой будет означать необходимость пересмотра положений стандартной модели, пока получены лишь нижние ограничения на периоды полураспада. Именно на ее поиск направлены основные усилия экспериментальных групп. В настоящее время в мире действует или сооружается около десятка крупных подземных детекторов, предназначенных для поиска безнейтринного 2β-распада: NEMO-3, Genius, Cuore, Majorana и др. Физиками ФИАН, ИТЭФ и НИИЯФ МГУ предложено проведение эксперимента по обнаружению 2β-распада в ядерной фотоэмульсии на основе использования порошка молибдена, один из изотопов которого может иметь такую схему распада.
Группа ПАВИКОМ в сотрудничестве с ИТЭФ уже несколько лет готовит эксперимент по поиску ββ0ν распада. В качестве источника предполагается использовать 42100Мо, а в качестве детектора - ядерную фотоэмульсию. Предложена оригинальная идея поместить источник внутри объема детектора. Для этого мелкодисперсный порошок Мо смешивается с эмульсионным гелем, и эту смесь предполагается использовать в качестве источника и детектора одновременно. Одной из наиболее серьезных проблем при осуществлении такого эксперимента является получение высокочувствительной ядерной фотоэмульсии. Другая важная сторона эксперимента, связанная с обработкой предполагаемых событий, с распознаванием и кинематическим анализом треков испускаемых электронов, будет решаться с использованием возможностей комплекса ПАВИКОМ.
Иллюстративное изображение на оптическом микроскопе двойного бета-распада