Материалы к Докладу Президенту РФ
о состоянии фундаментальных наук, прикладных исследований в Российской Федерации
и о важнейших научных достижениях РАН в 2008 году,
полученных в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН
"Нейтринная физика"

1. Введена в строй подземная низкофоновая лаборатория глубокого заложения.

В конце декабря 2008 года на Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН введена в строй новая подземная лаборатория, расположенная на рекордной глубине около 5000 метров водного эквивалента внутри горы Андырчи на Северном Кавказе. Толща скальной породы, в миллиарды раз ослабляющая фон проникающего излучения космических лучей, и использованные при сооружении материалы с низким уровнем естественной радиоактивности: особый вид бетона на основе дунита, около 200 тонн чистого свинца, кадмий, борированный парафин, бескислородная медь и др., позволяют обеспечить уникальные условия сверхнизкого радиационного фона для фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики, радиационной биологии и метрологии. (ИЯИ РАН) В.В.Кузьминов и др.

2. Нейтринный телескоп объясняет физику Солнца и свойства нейтрино.

Подземный Галлий-германиевый нейтринный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН в настоящее время является единственным в мире телескопом, обеспечивающим измерение полного потока нейтрино, приходящих на Землю из недр Солнца. В 2008 году закончен объединённый анализ измерений потока нейтрино за 18-летний период и экспериментов с искусственными источниками нейтрино. Полученная величина потока нейтрино, согласуется с предсказанием Стандартной солнечной модели, основанной на представлении о термоядерном механизме горения Солнца, с учётом новых свойств нейтрино - нейтринных осцилляций и их проявлений в веществе Солнца. (ИЯИ РАН) В.Н.Гаврин и др.

3. Экспериментально подтверждено предсказание нового явления при прохождении нейтрино через вещество Солнца.

Закончен анализ экспериментальных данных о потоках солнечных нейтрино различных энергий, полученных на крупномасштабных установках в России и за рубежом. В результате окончательно установлено наличие нового свойства нейтринных осцилляций в веществе - процесса адиабатической конверсии одного типа нейтрино в другой в веществе Солнца, предсказанного учёными Института ядерных исследований РАН С.П.Михеевым и А.Ю.Смирновым (эффект Михеева - Смирнова - Волфенштейна, в мировой литературе эффект получил название MSW-эффект). (ИЯИ РАН) С.П.Михеев и др.

4. Новые результаты космического эксперимента ПАМЕЛА.

В международном эксперименте ПАМЕЛА с участием сотрудников МИФИ, ФИАН и ФТИ (С.-П.) получены два важных результата: а). Впервые измерено с высокой точностью отношение потока антипротонов к потоку протонов в широкой области энергий (1 - 100) ГэВ. Показано, что антипротоны в Галактике образуются в результате ядерных взаимодействий космических лучей с межзвездным веществом. б). Впервые измерено с высокой точностью отношение потока позитронов к суммарному потоку электронов и позитронов в области энергий (1 - 100) ГэВ. Обнаружен рост этого отношения для частиц с энергией более 20 ГэВ. Возможно, что наблюдаемый эффект связан с аннигиляцией частиц темной материи в нашей Галактике. (МИФИ) А.М.Гальпер, (ФИАН) Ю.И.Стожков и др.

5. Построена теория спектра космических лучей сверхвысоких энергий.

Была предложена и детально разработана теория происхождения космических лучей сверхвысоких энергий. Наряду с обрезанием спектра при сверхвысоких энергиях (эффект Грейзена-Зацепина-Кузьмина) она предсказала новые особенности спектров: провал, вызванный взаимодействием первичных протонов с фотонами микроволнового фонового излучения, избыток частиц в спектре ниже энергии обрезания из-за накопления провзаимодействовавших частиц и др.. Разработанный метод калибровки детекторов по найденным особенностям спектра позволил согласовать разрозненные данные всех существующих экспериментов. В настоящее время он является единственным надёжным методом калибровки таких детекторов. Наличие предсказанных особенностей спектра было с высокой точностью подтверждёно в прецизионных измерениях спектра на всех существующих в России и за рубежом установках по регистрации космических лучей сверхвысоких энергий, и не только свидетельствует о протонном составе первичных космических лучей, но позволяет также количественно определить соответствующую величину. (ИЯИ РАН) В.С.Березинский, С.Г.Григорьева.

6. Ограничение интенсивности природного диффузного потока нейтрино.

Разработан новый алгоритм восстановления параметров ливней заряженных частиц, генерируемых нейтрино высоких энергий в рабочем объёме Байкальского глубоководного нейтринного телескопа ИЯИ РАН, что позволило примерно в три раза понизить полученное ранее ограничение на интенсивность природного диффузного потока нейтрино в диапазоне энергий от 20 ТэВ до 20 ПэВ. Наряду с близким результатом эксперимента АМАНДА на Южном полюсе, этот результат представляет собой наиболее сильное экспериментальное ограничение из полученных в мире к настоящему времени. Исследование природного диффузного потока нейтрино позволяет прояснить фундаментальные механизмы эволюции различных объектов Вселенной. (ИЯИ РАН) чл.-к. Г.В.Домогацкий и др.