Ученые КБГУ создают уникальные детекторы для исследования нейтрино

Сотрудники Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова (КБГУ) работают над созданием инновационных детекторов для исследования нейтрино – почти невидимых и неуловимых микрочастиц, которые играют ключевую роль в понимании устройства нашего мира, включая загадку темной материи.

В основе новой технологии лежат особые нанокристаллы, созданные из редкого минерала – перовскита. Исследователи внедрили в их структуру изотоп неодима (Nd-150), обладающий исключительной чувствительностью к редчайшему квантовому процессу — безнейтринному двойному бета-распаду. В результате есть вероятность увидеть то, что раньше считалось невозможным, выяснить, являются ли нейтрино самостоятельными частицами или их антиподами.

По словам Адама Пшукова, автора проекта, директора центра новых детекторных технологий регистрации нейтрино КБГУ, создаваемые нанокристаллы перовскита могут светиться при поглощении энергии. Это свойство позволит регистрировать следы частиц, хотя нейтрино взаимодействуют с кристаллами очень редко. Основная цель исследования — сделать регистрацию редких событий более эффективной.

«По сути, мы создаем новый тип сверхчувствительных световых датчиков, которые можно использовать в детекторах для изучения фундаментальных характеристик нейтрино. Важным преимуществом является то, что технология производства нанокристаллов достаточно проста и может быть масштабирована», — поясняет Пшуков.

На начальном этапе планируется создать небольшой прототип детектора объемом около одного литра. Однако, как подчеркивает руководитель проекта, доцент Московского инженерно-физического института Василий Корноухов, разработанная методика позволяет создавать детекторы гораздо больших размеров — объемом до десяти тонн. Одним из перспективных мест для установки такого прибора может стать Баксанская нейтринная обсерватория Института ядерных исследований РАН, расположенная в глубинах горного массива Андырчи в Приэльбрусье.

Работа ведётся в рамках гранта Российского научного фонда и рассчитана на три года. В ходе исследований планируется оптимизировать сцинтилляционные свойства материалов, отработать технологию их синтеза и провести серию тестов.

Ученые КБГУ надеются, что полученные результаты помогут глубже понять нейтрино и их важную роль во Вселенной, а также прояснить процессы формирования галактик и особенности космического вещества.