Интервью Александра Ивановича Болоздыни и Юрия Валентиновича Ефременко в рамках международной конференции по физике частиц и астрофизике ICPPA-2020

Интервью Александра Ивановича Болоздыни (д.ф-м.н., руководителя ЛЭЯФ НИЯУ МИФИ, главы коллаборации РЭД-100, первого зам. зав. кафедрой № 11 ЭМЯФ) и Юрия Валентиновича Ефременко (к.ф-м.н, профессора университета штата Теннеси, члена коллаборации COHERENT) кафедре № 40 «Физика элементарных частиц» в рамках международной конференции по физике частиц и астрофизике ICPPA-2020 (The 5th International Conference on Particle Physics and Astrophysics [1]).

Интервью Александра Ивановича Болоздыни, д.ф-м.н., руководителя ЛЭЯФ НИЯУ МИФИ, главы коллаборации РЭД-100 [2] (доклад Александра Ивановича был в пленарной сессии первого дня, так что его можно посмотреть вживую):

К.: Ваш доклад был посвящён технологии двухфазных эмиссионных детекторов. Как зародилась идея этой технологии?

А.И.: Идея зародилась в результате проведённого в МИФИ в лаборатории Б.А.Долгошеина 50 лет назад цикла исследований возможности создания управляемого трекового детектора - стримерной камеры - с жидким аргоном в качестве рабочего вещества. Целью было научиться эффективно регистрировать сложные события, в составе которых есть гамма-кванты, а также слабоионизирующие частицы. Было показано, что хотя в жидком аргоне стримерный режим регистрации треков не получается, зато электронные изображения треков можно вытягивать электрическим полем в газовую фазу и там регистрировать хоть стримерным методом, хоть с помощью газового разряда или электролюминесценции.

К.: Как Вы оцениваете перспективы использования этой технологии в науке, возможно ли использование ещё где-то, кроме изучения физики низких энергий и поисков тёмной материи?

А.И.: За последние 15 лет все лучшие пределы на существование тёмной материи в форме массивных слабо-взаимодействующих частиц получены с помощью эмиссионных детекторов, масса рабочего вещества которых на сегодняшний день достигла порядка 10 тонн. На следующем этапе этого направления исследований эмиссионные детекторы с ещё большей массой будут чувствительны к солнечным нейтрино, к двойному бета-распаду ядер, находящихся в естественной смеси изотопов. Нейтринная физика постепенно становится новой перспективной областью применения эмиссионных детекторов. В области низких энергий - это исследование когерентного рассеяния электронных антинейтрино от ядерных реакторов, что может привести к созданию нового инструмента независимого мониторинга активной зоны реакторов с целью повышения безопасности атомной энергетики и контроля за соблюдением международных соглашений о нераспространении ядерного оружия. В области высоких энергий - исследование осцилляций на базе 1300 км, а также астрофизические наблюдения, с помощью детекторов с массой рабочего вещества до 10 тысяч тонн.

К.: Немного о конференции: чьи доклады Вы слушали сами? Какие новые данные, изложенные в докладах, заинтересовали Вас больше всего?

А.И.: Конференция затронула практически все актуальные направления исследований. Несколько докладов было посвящено теме, которая нам, разработчикам детектора РЭД-100, особенно интересна - это исследования недавно открытого эффекта когерентного рассеяния нейтрино на тяжёлых ядрах. Здесь, конечно, нужно отметить обзорный доклад Юрия Валентиновича Ефременко (пленарный доклад четвёртого дня, [3]) , а также доклад по новым оригинальным результатам на ядрах аргона, который очень хорошо сделал Александр Вячеславович Кумпан [4]. Очень интересный доклад был по проекту нового электронно-ионного коллайдера в Брукхейвене (пленарный доклад первого дня).

Интервью Юрия Валентиновича Ефременко, к.ф-м.н, профессора университета штата Теннеси, члена коллаборации COHERENT [5]:

К.: Вы говорили об "использовании" УКРН (упругого когерентного рассеяния нейтрино, открытого коллаборацией COHERENT в 2017 году) для изучения нестандартных нейтринных взаимодействий (NSI). Можете рассказать подробнее о том, как именно?

Ю.В.: УКРН очень чувствительно к новым пока не открытым взаимодействиям. Для нейтрино мы говорим только о слабых взаимодействиях через W- и Z-бозоны. Но есть вероятность существования прямого взаимодействия нейтрино с кварками. Оказалось, что ограничения на такие взаимодействия достаточно прямые. Наша коллаборация (COHERENT), проверяя предсказания СМ для УКРН, может установить строгие пороги для такого типа взаимодействий.

К.: Эксперимент COHERENT состоит из нескольких детекторов - от жидкоаргонового CENNS-10 до CsI. Чем был обусловлен такой разнообразный выбор детекторов?

Ю.В.: Одним из основных предсказаний для УКРН была зависимость его сечения от N^2 (с учётом поправок на форм-фактор). Именно поэтому мы хотим иметь как можно больше мишеней с разным количеством нейтронов – таким образом мы имеем возможность проверить это предсказание (проверка которого будет являться проверкой Стандартной модели электрослабых взаимодействий) или найти отклонения от нее. Вдобавок такой набор детекторов даёт уникальную возможность провести прямое измерение радиуса распределения нейтронов в ядрах.

К.: Какие у эксперимента COHERENT планы на будущее?

Ю.В.: У нас довольно насыщенная программа на будущее. Мы планируем развернуть новые детекторы с мишенью из германия и натрия, откалибровать поток нейтрино (по взаимодействию нейтрино с дейтериевой мишенью). Готовится к эксплуатации жидкоаргоновый детектор большей массы (CENNS-750, подробнее можно почитать здесь: [6]), который позволит значительно увеличить статистическую точность измерений.

К.: Немного о конференции: чьи доклады Вы слушали сами? Какие новые данные, изложенные в докладах, заинтересовали Вас больше всего?

Ю.В.: Трудно сказать, что было самым интересным. Это была довольно обширная конференция, во время которой было множество разнообразных докладов. И это здорово! Из-за разницы во времени и других моих обязательств я не смог присутствовать на всех докладах, но все, что я посетил, произвели на меня большое впечатление высокими стандартами материала.

Список источников:

1. The 5th international conference on particle physics and astrophysics (05-9 October 2020) [Электронный ресурс] URL: https://indico.particle.mephi.ru/event/35/ (дата обращения: 10.11.2020).

2. РЭД-100 [Электронный ресурс] URL: https://enpl.mephi.ru/cont_lab_red100.php (дата обращения: 10.11.2020).

3. What we can learn from CEvNS? (Coherent Elastic Neutrino Nucleus Scattering)(05-9 October 2020) [Электронный ресурс] URL: https://indico.particle.mephi.ru/event/35/contributions/2101/ (дата обращения: 10.11.2020).

4. COHERENT experiment with LAr: First results and Current status (05-9 October 2020) [Электронный ресурс] URL: https://indico.particle.mephi.ru/event/35/contributions/2252/ (дата обращения: 10.11.2020).

5. COHERENT at the SNS [Электронный ресурс] URL: https://sites.duke.edu/coherent/ (дата обращения: 10.11.2020).

6. A future COHERENT program with LAr [Электронный ресурс] 2019. URL: https://indico.cern.ch/event/844613/contributions/3615319/attachments/1942064/3220673/... (дата обращения: 10.11.2020).


Оригинал: Кафедра № 40 «Физика элементарных частиц» (с редактурой)