Интегральный электростатический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией для установки по поиску массы нейтрино из β-распада трития тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Институт ядерных исследований Российской академии наук

1

На правах рукописи

Голубев Николай Александрович

Интегральный электростатический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией для установки по поиску массы нейтрино из (3-распада трития

Специальность 01.04.01 приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2006

й

003067041

Институт ядерных исследований Российской академии наук

На правах рукописи

Голубев Николай Александрович

Интегральный электростатический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией для установки по поиску массы нейтрино из (3-распада трития

Специальность 01.04.01 приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в отделе экспериментальной физики Института ядерных исследований РАН

Научный руководи гель

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, академик РАН Лобашев В Л/.

доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАИДанилян Г. В.

кандидат физико-математических наук Железных Н М.

Ведущая организация Институт атомной энергии им И В Курчатова

1 5. 0 2.

Защита состоится «

_2007 года в /^^часов на

заседании диссертационного совета Д 002 119 01 Института ядерных исследований РАН (117312, Москва, проси 60-лсшя Оюября, д 7а)

С диссертацией можно ознакомился в библшиеке И не 1 туч а ядерных исследований РАН

Автореферат разослан «

15.0[1.20®

!Ю г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-матема1ичсских наук

Н. Л. Тулупов

Общая характеристика рабсмы

Целью диссертации является развитие нового экспериментального подхода к проблеме поиска массы олекфопиого антинейтрино, а именно - создания спектрометра нового типа и изучение его основных характеристик с целью применения что го спектрометра в эксперименте, который проводится в ИЯИ РАН Эксперимент oí носится к классу моделыю независимых, те использует прямой способ поиска массы нейтрино через изучение формы (J-спекгра трития вблизи сп) фапичпой оперши и опирается на новую методику, впервые предложенную В М Лобашеным и 11 К Спиваком п 1982 г

Научная новизна н практическая ценное! i.

1 Создан новый чип электросташческои) спектрометра mhikhx электронов с магнитной адиабатической коллимацией для экспериментальной установки по измерению массы электронного антинейтрино посредством изучения спектра электронов от бета распада трития Данный прибор обладает лучшими характеристиками по сравнению с другими устройствами, созданными ранее для этих целей Спектрометр имеет чуствитсльность к массе электронного антинейтрино па уровне 2 эв

2 Специально для исследования характеристик спектрометра разработан и создан искусственный монохроматический источник электронов и другая экспериментальная annapaiypa

Применение спекфомсфа в установке "Троицк v-масс" позволило установить новую величину для верхнего предела на массу электронного антиней-фипо в прямых бс1а-распадпых экспериментах Результаты работы с данным спектрометром используются в настоящее время при создании установки «Катрин» в Карлсруэ (Германия)

Апробация pañol 1.1. Результаты, полученные в диссертации, неоднократно докладывались автором на Баксанской школе ИЯИ PAII «Частицы и космология» (апрель 1987 г), на конкуренции в КИАЭ им И В. Кучатова(1989г.), на пленарном докладе международной конференции WEIN-1989 (Montreal-Canada), на семинаре в Ливерморской национальной лаборатории США (ав-íyci' 1992г.), обсуждались па научных совещаниях, проводимых в рамках со-фудничеепш ИЯИ-КИАЭ им И В Курчаюва, по поиску массыэлекфоннош ашииейфино в эксперимент ИЯИ РАН

Личный вклад ав i opa. Разработка основных узлов и систем спетрометра проведена при самом активном участии автора Он участвовал в монтаже и настройке всех узлов и систем спектрометра, включая электростаеическую, вакуумную, магнитную и криогенную системы Непосредственно им был создан

3

оригинальный монохрома!ический иеючпик электронов, выполнена ра(работка экспериментальной аппаратуры для проведения испытаний спектрометра Ключевые эксперимсшы по измерению основных харакпериешк спектрометра, описываемые в работе, проведены автором самостоятельно или при его непосредственном участии Им были исследованы источники собственного фона спектрометра, проведена обработка данных но измерению 'Hiepi ст ичс-скою разрешения, светимости и фона cneicipoMeipa

Структура и ofii.cM pafioi 1,1. Дисссртацпя состойi и'! введения, huih uian, заключения и списка литера1уры Она шложепа на 106 страницах, включая .17 рисунков, 7 таблиц и 68 наименований в списке Jinrcpaiypu

Содержание диесср 1 ации.

Во нведешш рассматривается актуальность ;uni современной физики и космологии наличия у пейфипо ненулевой массы

, Согласно стандартной модели все легкие нейтрино ve,v ,vr безмассовые Ненулевая масса у нейтрино была бы указанием к поиску повой физики, лежащей за пределами стандартной модели 11екоторые современные теории предсказывают наличие у нейтрино ненулевой массы Одной из возможных моделей, где допускается масса у нейтрино, является "sec-saw" механизм Гелмана, Рамона, Сланского (Gell-mann, Ramond, Slansky) В данной модели требуется, чтобы нейтрино были майорановскими, т е самосопряженными частицами Это требование выполнимо, поскольку нейтрино не имеют заряда в огличие от других лентопов, которые должны быть Дираковскими частицами Однако наличие у нейтрино Майорановской массы означает, что не может быть строгого выполнения закона сохранения лептопного числа. В настоящее время существуют и другие теоретические модели, где масса нейтрино не равна нулю Однако, вопрос о том, является ли нейтрино Майорановской или Дирагсовекон частицей остается не решенным

Экспериментальные попытки изучения вопроса о массе нейтрино имеют большое значение В настоящее время экспериментальные офаничеиия на массы покоя трех видов нейтрино следующие

mv < 2 05 эВ - измерение р-спектра трит пи,

mv < 190 кзВ - измерения имнул1>са мюона при распаде пиона (ж~^fivtl) в состоянии покоя,

mv,< 15 5 МэВ - измерения суммарной массы заряженных частиц вблизи граничной энергии в распаде г -> Зк +2жг +

Новейшие резулычпы :>кенерименгов по тучению поюков ашосфср-ных и солнечных нейтрино, а также нейтрино, образовавшихся в ядерных

реакторах, позволяют утверждать, что существуют осцилляции нейтрино, которые возможны, если нейтрино имеют ненулевые массы Однако измерить величину массы нейтрино в данных экспериментах нельзя Исследование кинематики бета-распада трития может дать информацию о массе электронного антинейтрино непосредственно. Поэтому развитие методики и создание экспериментальных приборов для этой цели очень важно

Эксперимент, который проводится в ИЯИ РАН, относится к классу модель-но независимых, т е использует прямой способ поиска массы нейтрино через изучение формы Р-спсктра трития вблизи его граничной энергии и опирается на новую методику, впервые предложенную В.М Лобашевым и П.Е Спиваком в 1982 г. Для этого эксперимента был создан новый тип электростатического спектрометра мягких электронов с магнитной адиабатической коллимацией Данный прибор обладает лучшими характеристиками по сравнению с другими устройствами, созданным ранее для этих целей, что определяет его чустви-тельность к массе электронного антинейтрино на уровне 2 эв

Далее во введении перечислены работы, в которых изложен основной материал диссертации

Первая глава посвящена обзору литературы по экспериментальным методикам поиска массы нейтрино

Экспериментальные подходы к поиску массы нейтрино можно разделить на непрямые и прямые К первым относятся изучение двойного Р-распада, поиск нейтринных осцилляции, измерение потока лептонных нейтрино, радиохимические эксперименты, астрофизические наблюдения. Прямые методы основаны на изучении кинематики распада через измерение формы р спектра вблизи еш граничной энергии

Процесс {З-распада ядер, который можно представить как (г,л)->(г+2,л)+2р+2у. называется двойным (3-распадом с вылетом нейтрино Такой распад возможен, когда одиночный |3-распад становится энергетически запрещен.

На сегодняшний день лучшие результаты по изучению двойного р-распада получены в эксперименте I айдельберг Москва Изучался распад.

Энергетическое разрешение было на уровне ~1 кэВ при фоне 0,21+0,01 кг'-год 1 -кэВ~'. В этом эксперименте были получены следующие результаты период полураспада оценивается как 7,1/2>9,6-1024 лет, а предел на майоранов-скую массу устанавливается как му <0,47 эВ с уровнем достоверности 90% В будущем ожидается результат на уровне 0.1 эв Однако, говорить о том, что события двойного Р-распада достоверно наблюдается, еще нельзя

В середине 50-х годов, вскоре после того, как Пайе и Пиччкони предсказали осцилляционные эффекты в пучках нейтральных К-мезонов, Б Понтекорво впервые указал на возможность нейтринных осцилляции Для того, чтобы были возможны нейтринные осцилляции, необходимо выполнение двух условий

• Нарушение закона сохранения лептонного числа

• Наличие у нейтрино массы

Эксперименты по поиску осцилляции проводятся путем исследования потоков нейтрино от Солнца и потоков нейтрино, образовавшихся в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой Земли, а также на ускорителях и ядерных реакторах

Самые последние результаты, указывающие на наличие осцилляции нейтрино, получены в экспериментах KamLand и К2К

Из результата KamLand следует, что разность квадрата масс равна Дт2~ 6,9x10'5 эВ2 а угол смешивания sin2 ©0 = 1 0 [29 ]. Коллаборация К2К впервые обнаружила искажение энергетического спектра нейтрино, связанное с ос-цилляционным эффектом В результате анализа формы энергетического спектра мюонных нейтрино получено, что искажение наилучшим образом описывается наличием осцилляции с параметрами sm22©0 =1 0 и разностью квадрата масс нейтрино Л/я2=2 8х)(Г3эВ2 (уровень достоверности 90%). Измеренный в эксперименте эффект подтверждает наличие ненулевой массы у нейтрино[30] Однако, данный метод позволяет измерять разность масс различных сортов нейтрино, но какова абсолютная величина массы нейтрино все еще неизвестно

К прямым методам измерения массы покоя нейтрино относится изучение кинематики Ррасизда трития через измерение формы [i cncicrpa вблизи его граничной точки. Распад трития является уникальным для такого рода экспериментов'

• пичкая энергия распада (максимальная кинетическая энергия электронов ~ 18,6 кЭв).

• высокая \ дельная радиоактивность вследствии относительно короткого периода полураспада (12.262 года), что позволяет создавать интенсивные источники.

• малый заряд ядра;

• возможность точно вычислить спектр конечных состояний ядра после его распада по всему возможному их набору, поскольку число нуклонов в нём минимальное для радиоактивных ядер

В 1934 году Э Ферми установил, что масса покоя нейтрино может

влиять на энергетический спектр электронов, образующихся при р - распаде и дал в обобщенной форме вид спектра, когда масса покоя нейтрино отлична ог нуля Ненулевые значения массы нейтрино будут вызывать некоторые изменения в форме спектра вблизи его граничной энергии. Наиболее удобен для иллюстрации влияния массы нейтрино на форму Р-спектра знаменитый график Кюри, который представляет собой прямую линию если ту = и Если т„ * 0, прямая линия изгибается вблизи граничной энергии, пересекая координатную ось в точке (1Г„ -т^) (рис 1).

л ___!„,,„„___„„,„„ ^

issse .5г>сс «»»se <nt$t

')iK'pii!M 9.а,|р(;м<!,еВ

1'ис.1 Влияние массы нейтрино на форму р спектра трития

1 аким образом, информация о массе нейтрино (или установление предела на его массу) получается из тщательного сравнения экспериментально измеренной формы р cncKipa с теоретически предсказанной для различных значений массы нейтрино Экспериментальная задача по определению массы покоя нейтрино из анализа формы Р-спектра предъявляет ряд существенных требований к эксперимешалыюму прибору:

• Так как ожидаемое значение массы нейтрино мало, необходимо высокое энергетическое разрешение спектрометра

• I [еобходимо обеспечит!, высокую скорость счета в области энергий, близких к фаничной точке, как для увеличения статистики, так и для уменьшения влияния фона на результат, т.е спектрометр должен иметь высокую све! имость в области энергий, близких к граничной точке

Во второй главе приводится исторический обзор прямых кинематических экспериментов по поиску массы нейтрино в бета-распаде трития начиная с 1948 г. Прослеживается путь совершенствования экспериментальных установок и методики.

Особое место занимает работа К Бергквиста - автора современного подхода к изучению бета-спектра трития с целью поиска массы нейтрино Он определил и разработал основу экспериментального подхода к экспериментам такого рода, создал экспериментальную методику, которая используется и по сей день Бергквист пошел по пути объединения основных черт магнитного и электростатического приборов Он использовал магнитный спектрометр типа ж4~i. Бергквист существенно понизил предел на массу покоя электронного антинейтрино по сравнению с существовавшими результатами и получил значение

mv <55 -г- 60 эВ с уровнем достоверности 90%

Новый этап в исследовании ß-спектра трития начался после того, как в 1980 году была опубликована работа Ю Любимова и др [44-45], где утверждалось, что масса покоя электронного антинейтрино находится в диапазоне 14 эВ < mv <46 эВ В данном эксперименте был использован новый прибор, разработанный Третьяковым [46] - безжелезный ß-спектрометр с тороидальным магнитным полем, обладающий высоким разрешением (~45 эВ) и высокой светимостью (0,25 см2) Результатом работы явилось указание на существование ненулевой массы покоя электронного антинейтрино, значение которой лежит в интервале

14< /и„<46эВ, ml *900±150.

Однако анализ результатов сбора и обработки данных показал, что преждевременно говорить об указании на ненулевую массу нейтрино В то же время работа группы Любимова стимулировала появление более 10 новых экспериментов по проверке данного результата

Эксперимент в Лос-Аламосе был начат в 1980 году Экспериментальная установка состояла из спектрометра Третьяковского типа и газообразною три-тиевого безоконного источника с системой дифференциальной откачки и системой ввода электронов в спектрометр [47] Применение (впервые) газообразного источника трития было существенным преимуществом данного проекта Спектрометр имел энергетическое разрешение АЕ=23 эВ Авторы представили результат по оценки массы нейтрино, который составил wv<9,33B с уровнем достоверности 95% .

Для исследования ß-спектра трития группа INS (Токио) использовала безжелезный магнитный спектрометр типа ж 42 с двойной фокусировкой [48]

Спектрометр имея разрешение Д£ = 16 эВ Основной особенностью данного эксперимента являлся радиоактивный источник, который представлял собой третированную кислоту (С2!]ИпОг) в виде мономолекулярного слоя Результатом данного эксперимента явилось ограничение на массу нейтрино на уровне /иу<13 эВ, т1 - -65 + 85 ± 65

Для исследования (^-спектра трития группой из Цюриха был использован магнитный спектрометр Третьяковского типа - с тороидальным магнитным полем [49] В спектрометре было применено торможение электронов электростатическим полем перед входом их в детектор, который представлял собой пропорциональный счетчик диаметром Источником трития служила сборка, состоящая из 10 колец. Каждое такое кольцо было изготовлено из алюминия с напыленным слоем углерода Тритий имплантировался в углеродную пленку В данном эксперименте был установлен предел на массу покоя электронного антинейтрино.

mv <11эВ, ml =-24 + 48 + 61

Развитием разработанного в Лос-Аламосе эксперимента стала работа, проведенная в Ливсрморской национальной лаборатории (США)[50] Установка состояла из магнитного спектрометра с тороидальным полем (типа Третьякова) и с газовым радиоактивным источником. По сравнению с экспериментом в Лос-Аламосе спектрометр имел лучшее разрешение (А£ = 18 эВ) и более высокую светимость Результат измерения формы (J-спектра трития по определению массы нейтрино в этом эксперименте следующий ту <8эВ, m2v = -72±41 + 30

В 1986 году, кагда наш спектрометр был готов к испытаниям, профессор Е Оттен из университета г Майнц (Германия) сообщил В M Лобашову, что их группа независимо разработала а начинает создание аналогичной установки Отличие заключалось в размерах прибора и конструкции анализирующей системы Спектр электронов в данном эксперименте измерялся при помощи интегрального спектрометра с магнитной коллимацией и задерживающим электростатическим фильтром[51] Наилучшее разрешение спектрометра составляло 4.8 эВ Источник электронов в эксперименте в Майнце представлял собой вначале алюминиевую, а позднее графитовую подложку с намороженными на них мономолекулярными слоями трития. По результатам измерений 1998-1999 годов было получено значение mv- = (-1 6 ± 2 5 ± 2 1) эВ2,

которое соответствует ограничению на массу нейтрино mv< 2 2 эВ при уровне достоверности (CL) 95%, величина граничной энергии Е0 = 18 575 кэВ

В третьей главе подробно оииеынаетея (ЙпссралыЙШ ллектрое i ;п йчс-сю-!Й спектрометр с магнитной адиабатической колли.ман.чей.

С конца 1982 года и И ЯН РАН но прс;июже1[ик> и пол руководством В.М.Лобашева начались работы по созданию установки для измерения массы ПОКОЯ :шек1рШ1ЮЙ> антинейтрино. Эта работа спала дальнеИшнм развитием новых подходов к спе^юекошш три! ия. Основным отличием того проекта от презшествувдщнх является новый тин спсЕпрометра — интегральный электростатический спектрометр с еилышм неоД1К)р)Дным магнитным полем ДЛЯ удержания и коллимации гц^етронощ

Отличительной особенна'] ыо данной) типа спекipoMC^nf является сип ему сверхпроводящий соленоидов, которые создают прололыдае протяженное магнитное поле. Магнитное ноле вспектрометре имеа вид "мапшпюй бутылки" с очень большим пробочным отношением, т е. отношение магнитных полей в области Л и В составляет * Ю* (рис 2).

Рио.2. ки] п|п"5>'рги щи МО! ИЙ'1 «ом нШШ

Ж , 11 /., //^ ■■ н&пря Ж(.л ШОС7 и мгн : |к) 1.Ык ио.И'й. м ч чес ки й ч!!;ч; и ли

Гор, 1) лет СК I ор

Электроны, образовавшиеся в результате (>-рзепада трития, захватываются магнитным полем и транспортируются им по спиральной траектории вдоль си-ловдх линий от источника к детектору. 11й пути ^лсироиы проходят область с минимальным магнитным полем, где размешается электростатический анализатор. Копфшурапия магнитного поля выбраШ так. чтобы при движении млск-тропов (в каждой точке траектории) сохранялся адиабатический инвариант: Р?

1С = ' = фгШ, 111

где У* = Уьмр — перпендикулярная к сн.юниИ мкгшп пок линии компонента скорости элеюрона;

Р - угол между импульсом электрона и силовой линией магнитного поля: II -напряженность мшшшвди поля и каждой шчке траектории электрона.

При таких условиях не каждый электрон может пройти область сильного магнитного поля, а лишь те из них, направление импульса которых лежит в пределах угла, определяемого выражением

Основные параметры спектрометра - светимость и разрешение - определяются отношением величин магнитных полей в первой пробке и медианной области (пробочное от ношение) и эффективным радиусом пробки Они не зависят от энергии электронов при условии сохранения адиабитического инварианта Магнитное поле в приборе выполняет роль коллиматора, который определяется телесным углом рт. Это означает, что никакие другие электроны, которые могут родиться за пределами области, ограниченной крайними силовыми линиями, пересекающими детектор, не могут быть зарегистрированы, что является дополнительным главным фактором ограничения фона

В работе кратко описаны модели для расчета магнитных и электростатических полей спектрометра Из анализа динамики прохождения электронов в полях спектрометра выведены математические варажения для основных характеристик спектрометра - функции пропускания (разрешения) и светимости Далее подробно описывается устройство спектрометра и его ключевые узлы На рис 3 представлена схема электростатического спектрометра с магнитной коллимацией

1,2 - электроды спектрометра, находящиеся под напряжением, 3- соленоид пробки со стороны источника электронов 8,5 тл и соленоид пробки детеиора 3 тл, 4 - конусообразные соленоиды, 5 -соленоид 5-10 эрст("теплый "соленоид), б - цилиндрическая часть вакуумного кожуха, 7 - днища кожуха, 8 - источник электронов, 9 -детектор электронов, 10 - азотные экраны, 11 - электрод спектрометра под пулевым потенциалом

Спектрометр состоит из электростатического анализатора (1,2,11), сверхпроводящих соленоидов (3,4), служащих для создания сильного магнитного поля, и детектора электронов (9), которые размещаются в едином вакуумном кожухе (6,7). Вакуумный кожух состоит из центрального объёма в виде цилиндра длиной 4.5 м и диаметром 1 6 м (6) и двух полусферических торцевых частей(днища) (7). Вакуумное соединение элементов кожуха осуществляется с использованием прокладки из термостойкой резины типа "Витон". Для создания магнитного поля необходимой кон фигу рации на наружной поверхности вакуумного кожуха расположен "теплый" соленоид (5) Там же размещены катушки для компенсации магнитного поля Земли и юстировки положения пучка электронов относительно продольной оси спектрометра Электростатический анализатор, на который подается высокое напряжение вплоть до 20000 вольт, выполнен в виде цилиндра длиной 4200 мм и диаметром 1200 мм, на торцах которого расположены электроды, имеющие сложную форму Геометрическая форма и расположение электродов обеспечивают неоднородность электрического поля в медианной плоскости порядка 5 • Ю-6.

Для обеспечения необходимой конфигурации магнитного поля была рассчитана и создана магнитная система, состоящая из сверхпроводящих и "теплых" соленоидов В работе приведены результаты расчетов, выполненных для оп-тимизаци конфигурации магнитного поля, создаваемого системой соленоидов, представлены характеристики сверхпроводящих соленоидов Конструкция криостатов и их закрепление в вакуумном объеме спектрометра обеспечивает оптимальное расположение сверхпроводящих магнитов для создания поля необходимой конфигурации при минимальных теплопритоках, а подвесы - надежное закрепление электродов и электростатическую прочность системы, т.е. минимальные значения токов утечки Достигнутое значение величины остаточного давления в вакуумном объеме спектрометра является рекордным для систем с подобными геометрическими размерами и сложной конфигурацией, в которых используются для уплотнения неметаллические прокладки

В четвёртой главе приводятся методика и результаты работы по измерению основных характеристик спектрометра - энергетического разрешения, светимости и собственного фона.

Искусственный точечный источник монохроматических электронов, имеющий энергетический разброс /\Е < 0 5эВ и интенсивность, изменяющуюся в широких пределах (до 104с '), был разработан и изготовлен для проведения испытаний и калибровки спектрометра Для получения электронов в источнике используется явление фотоэффекта на тонкой золотой плёнке при облучении УФ излучением с последующим ускорением элек-

тронов в электрическом поле до необходимой энергии Так же для проведения испытании специально было разработано устройство для размещения ис-ючпика па снектромефс

Процедура испытаний заключалась в регистрации спектра электронов от монохроматического источника, прошедших через спектрометр. Измерения проводились для различных значений потенциала на анализирующей системе. При эюм изменялись напряженности магнитных полей в пробках и медианной плоскости, а так же положение точечного источника электронов относительно оси епектромсфа пс;х;д входным соленоидом Источник эликфонов размещался в области, где напряженность мапншюго ноля составляла 300 Эрстед. В результате было установлено, что функция пропускания имеет вид наклонной оупепьки, форма ко юрой не меняет ся для различных положений источника электронов относительно оси спектрометра Полученный экспериментальный результат полностью согласуется с результатами ранее проведенного численного моделирования Лучшее разрешение наблюдается при максимальных значениях магнитного поля в пробках 8 5 и 2 7 Тл и поле 0 15-10 2 Тл в медианной плоское!и, при у ~ 6 Ю1 и составляет ДЕ = З.ЗэВ при опер-

ши элект ронов ZT„ = 18 6 ion

Cbcthmoci ь спектрометра составляет 0 3 см"

Большое внимание уделялось исследованию природы собственного фона и способам его подавления В результате проведенной работы была доработана коисфукции епекфометра и улучшен вакуум, после чего собственный фон спектрометра при номинальных значениях полей был понижен с (5-8)-102 ед/сек до величины 5-10' од /сек 11олучспные результаты позволяют сделать вывод о том, что применение данного спектрометра в эксперименте по исследованию |3-спектра трития обеспечивает чувствительность к массе нейтрино на уровне 2 >В

В шпон 1лаве описано применение спектрометра с магнитной адиабатической коллимацией в установке «Троицк v-масс», созданной для исследования формы р - спектра трития вблизи его фаничной точки с целью определения массы электронною антипейфипо

Приводится краткое описание конструкции всей установки, включающей спекфомеф и беюкоппый исючпик электронов па основе газообразного трития Так же кратко описана процеду ра проведения измерений спектра электронов от бета-распада трития вблизи его граничной энергии и результаты данных измерений В результате проведенных измерений в период с 1994 по 1998 гг и обработки данных получен следующий результат mj -2.3 I 2 5(fit) > 2 0(syst), eV2/c4

Предел на массу иейгрино усгаиашшнаегся на уровне ту< 2.05 е¥/с2 а! 95% С.1 В заключении излагаются основные ретулыап.!, им носимые на 1а-щиту

1 Создан новый тип спектрометра мягких электронов, предназначенный для измерения массы электронною антинейтрино посредством изучения спектра электронов от бета-распада трития - ншефальный электрос!атический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией Данный прибор имеет чу-стнитслыюсл, к массе элекфопного ат инейфино па уровне 2 эв 2. Разработана методика и создана экспериментальная аппара!ура для исследования характеристик спектрометра

3 Разработан и создан точечный искусственный монохрома! ичсский источник электронов на основе фотоэмиссии электронов Интенсивность источника плавно изменятся и способна достигать значения 10 V Энергетический разброс электроном сост авляет- АЕ < 0 5эВ

4 Проведены измерения основных характеристик спектрометра

• энергетического разрешения, которое составило 3 3 эв;

• светимости -0 3 см',

• собстепною фона

5. Исследована природа собственного фона спектрометра и разработаны методы для его уменьшения результате фон спектрометра был понижен более чем на порядок и составляет величину 5-10 3 ед/сек

Применение спектрометра в установке '"Троицк у-масс" позволило получить лучший па данный момент верхний предел па массу электронного антинейтрино в прямых бета-распадных экспериментах Результаты работы с данным спектрометром в совокупности с исследованиями, проведенными группой из Майнца, стали основанием для проект а «Катрин», создаваемого в Карлсруэ (Германия)

Материалы лнссергацнн основаны па результатах работы, проведенной в 1985-1995 годах, и опубликованы в следующих рабо!ах 1 ВМЛобашев, ПЕСпивак, В И Парфенов, IIЛ Голубев, ОВКазаченко, А Л Голубев, Б М Овчинников, НВГераскип, Л М Велесов. А.П.Солодухин, И В Секачев, II А Титов, Ю.Э Кузнецов ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА р-ЧАСТИЦ // Авюрское свидетельство № 1707652, -1991г. - заявка №4418616-19881-

2 С II Балашов, А И. Белесев, А И Блейле, Е В Гераскин, А А Голубев,

11 А 1 олубсв С) В Казаченко, В М Овчинников, В М Лобашев, П Е Спивак, В И Парфенов. Спектрометр для измерения массы нейтрино // Отчёт ИЯИАНСССР -Москва-1988 В ПТИЦ per. помер 01840069064 инв номер 167990

3 С 11.Балашов, А И Белесев, А И Блейле, Е В Гераскин, А А Голубев,

Н А Голубец, В Ишкин, О В Казаченко, Ю 3 Кузнецов, В.М.Лобашев, В И Парфенов, Б М Овчинников, И В Секачев, А.П Солодухин, П Е Спивак, IIА Титов, И Е Ярыкин Интегральный электростатический спектрометр электронов низкой энергии с магнитной адиабатической коллимацией для измерения массы покоя электронного антинейтрино. // Препринт ИЯИ АН СССР, 11-0617. -Москва -1989

4 А И Белесев, А И Блейле, К В Гераскин, А А 1 олубсв, 11А Голубев, О В Казаченко, Ю Э Кузнецов, В М Лобашев, Б М Овчинников,

И В Секачев, А 11 Солодухин, А И Федосеев, В И Парфенов, И.Е.Ярыкин. Сверхпроводящая система спектрометра для измерения массы покоя электронного антинейтрино //Препринт ИЯИ АИ СССР, П-0615 -Москва -1989

5 S N Balashov, A I Belesev, A I Bleule, Е V Geraskm, A A Golubev, N A Golubev (speaker), V V Ishkm, О V Kazachenko, Yu E Kuznetsov, V M Lobashev, VI Parlenov, B.M Ovchmmkov, IP Sekachev, A P. So-loduklnn, P E Spivak, N A Titov, IE Yarykrn STATUS OF THE EXPERIMENT OF INR-KIAE ON ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS MEASURING //Proceedingsof WEIN -Montreal. - 1989, p 295-310

6 A I Belesev, A 1 Bleule, E V Geraskin, A A Golubev, N A Golubev,

0 V Ka/achenko, E P Kiev, Yu E Kuznetsov, V.M Lobashev, В M Ovchinnikov, VI Parfenov, IP Sekachev, A P. Solodukhin, N A.Titov,

1 E Yarykin, Yu I Zakharov, P E Spivak, S N Balashov RESULTS OF THE TROITSK EXPERIMENT ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY // Phys Lett.B -1995 - Vol 350-p 263-272

7 V M Lobashev, A I Belesev, A I Berlcv, E V Geraskm, A A.Golubev, N.A. Golubev, О V Ka/achenko, Yu E Kuznetsov, V S Pantuev, L.A Rivkis,

В E Stem, N A Titov, I Г Yaiykin, S V Zadorozhny, Yu I Zakharov

STATUS AND NEW RESULTS FROM TIIE EXPERIMENT "TROITSK v-MASS" ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY // Proceedings of International Conference "Neutrino 96". Helsinki -Finland - 1996 - World Scientific- p 264277.

8 V.M. Lobashev, AI Belesev, A.I. Berlev,E.V Geraskin, A A Golubev, N.A Golubev, O.V. Kazachenko, Yu.E Kuznetsov, L.A Rivkis, BE Stem, N.A Titov, S.V Zadorozhny, Yu I. Zakharov

NEUTRINO REST MASS AND ANOMALY IN THE TRITIUM BETASPECTRUM //NuclPhysB -1998.-V 66 - P 187-191

9. V.M. Lobashev, V.N Aseev, A I. Belesev, AI Berlev, E V. Geraskin, A A Golubev, N A. Golubev, O V Kazachenko, Yu E Kuznetsov, R P Ostroumov, L.A Rivkis, B.E Stem, N A Titov, S.V Zadorozhny, Yu I Zakharov NEUTRINO MASS AND ANOMALY IN 'THE TRITIUM BETA SPECTRUM RESULTS OF "TROITSK v-MASS" EXPERIMENT. //Nucl Phys B -1999 -V.77. - P.327-332

Ф-т 60x84/8 Уч-издл 1,0 Зак №21725 Тираж 100 экз Бесплатно

Отпечатано на компьютерной издательской системе Издательский отдел Института ядерных исследований Российской академии наук 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 7а

Введение.

Глава 1 Экспериментальные методики поиска массы нейтрино.

1.1 Двойной Р~распад.

1.2 Поиск нейтринных осцилляций.

1.3 Исследования Р-спектра.

Глава 2 Эксперименты по поиску массы электронного антинейтрино из анализа формы Р-спектра трития.

2.1 Эксперимент Бергквиста.

2.2 Эксперимент ИТЭФ.

2.3 Эксперимент в Лос-Аламосе.

2.4 Эксперимент INS(Tokho).

2.5 Эксперимент в Цюрихе(Швейцария).

2.6 Эксперимент в Ливерморской национальной лаборатории.

2.7 Эксперимент в Майнце.

Глава 3 Спектрометр для исседования Р-спектра трития с целью измерения массы электронного антинейтрино в ИЯИ РАН.

3.1 Интегральный электростатический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией.

3.2 Моделирование спектрометра.

3.3 Устройство спектрометра.

3.4 Магнитная система спектрометра.

3.5 Криогенная система установки.

3.6 Вакуумная система установки.

Глава 4 Измерение основных характеристик спектрометра.

4.1 Искусственный источник электронов.

4.2 Детектирующая система спектрометра.

4.3 Разрешение спектрометра.!.

4.4 Светимость спектрометра.

4.5 Собственный фон спектрометра.

Глава 5 Применение спектрометра в установке "Троицк v-Mass".

5.1 Описание установки.

5.2 Проведение измерений.

5.3 Результаты измерений спектра электронов от (3-распада трития.

Возможность существования ненулевой массы электронного нейтрино (антинейтрино) остается одной из важнейших проблем физики элементарных частиц и космологии. Согласно Стандартной модели все легкие нейтрино -vt,vM,vT - безмассовые. Ненулевая масса у нейтрино была бы указанием к поиску новой физики, лежащей за пределами Стандартной модеы.

Некоторые современные теории предсказывают, что нейтрино имеют массу, отличную от нуля. Одной из возможных моделей, где допускается масса у нейтрино, является "see-saw" механизм Гелмана, Рамона, Сланского (Gell-mann, Ramond, Slansky) [1]. В данной модели требуется, чтобы нейтрино были майорановскими, т.е. самосопряженными частицами. Это требование выполнимо, поскольку, в отличие от других лептонов, которые должны быть Дираковскими частицами, нейтрино не имеют заряда. Однако, наличие у нейтрино Майорановской массы означает, что не может быть строгого выполнения закона сохранения лептонного числа. Наиболее вероятной моделью появления массового матричного элемента для нейтрино может быть простейший "see-saw" механизм: где после диагонализации получаем:

Такие ненулевые массы могут сопровождаться смешиванием посредством констант взаимодействия 0,,, где ij = е,/л,т, и посредством углов Cabibo-Kobayashi-Maskawa в кварковом секторе в некоторых соответствующих моделях,.

В настоящее время существуют и другие теоретические модели, где масса нейтрино не равна нулю. Так Виттеном [2] было показано, что в минимальной SO(IO) теории нейтрино может иметь массу ~ 1 еВ. Нейтрино могут так же иметь Дираковскую массу, вытекающую из введения радиационных поправок в теориях лево-правой симметрии [3]. Моделями, где предполагается появления Дираковской массы у нейтрино, являются SU(2)xU(l) и SU(5) [4]. В этих моделях вводится симметрия, где связываются правосторонние и левосторонние нейтрино. Однако, вопрос о том, является ли нейтрино Майорановской или Дираковской частицей всё ещё остается нерешенным.

Вопрос о массе нейтрино имеет так же большое значение в космологии для объяснения "скрытой массы" Вселенной. Траектории вращения Галактик указывают на присутствие вокруг них несветящихся Гало [5]. Движение кластеров показывает, что Галактики, составляющие эти кластеры, более массивны, чем предполагалось ранее [6]. Массивные нейтрино могли бы быть кандидатами для объяснения "скрытой массы" [5, 7]. Однако, существует мнение, что нейтрино имеют слишком большую энергию, чтобы удерживаться гравитационно, и что Гало вокруг Галактик состоит из несветящего барионного вещества.

Существуют так же модели со смешиванием горячей и холодной "темной" материи, которые кажутся наиболее удачными в описании наблюдаемого уровня флуктуаций фонового космического микроволнового изучения [8,9,10]. Нейтрино с массой в области 1-10 эВ являются наиболее вероятными кандидатами для объяснения горячей "темной" материи. t.

Экспериментальные попытки измерения массы нейтрино имеют большое значение. В настоящее время ограничения на массы для трех видов нейтрино следующие: mVt < 2.05 эВ - измерение (3-спектра трития [11]; т < 190 КэВ - измерения импульса мюона при распаде пиона в состоянии покоя [12]; mv< 15.5 МэВ - измерения суммарной массы заряженных частиц вблизи граничной энергии в распаде f —> ЗлГ + 2п + vT [ 12 ].

Новейшие результаты экспериментов по изучению потоков атмосферных и солнечных нейтрино, а так же нейтрино, образовавшихся в ядерных реакторах, позволяют утверждать, что существуют осцилляции нейтрино, которые возможны только в случае, если нейтрино имеют ненулевые массы. Однако измерить величину массы нейтрино в данных экспериментах нельзя. Исследование кинематики Р-распада трития может дать информацию о массе электронного антинейтрино непосредственно. Поэтому развитие методики и создание экспериментальных приборов для этой цели очень важно.

Целью данной диссертации является развитие нового экспериментального подхода к проблеме поиска массы электронного антинейтрино, а именно - создания спектрометра нового типа и изучение его основных характеристик с целью применения этого спектрометра в эксперименте, который проводится в ИЯИ РАН. Эксперимент относится к классу модельно независимых, т.е. использует прямой способ поиска массы нейтрино через изучение формы [З-спеюра трития вблизи его граничной энергии и опирается на новую методику, впервые предложенную В.М.Лобашевым и П.Е.Спиваком в 1982 г.

Работа состоит из 5 глав. В первой главе дано описание экспериментальных методик для поиска массы нейтрино. Во второй главе представлен обзор экспериментов по поиску массы электронного антинейтрино из анализа формы p-спектра трития. Третья глава посвящена подробному описанию спектрометра для экспериментальной установки по поиску массы электронного антинейтрино в Институте ядерных исследований РАН. В четвертой главе представлена методика проведения измерений основных характеристик спектрометра, дано описание специально разработанных для для этой цели устройств и приводятся измеренные характеристики электростатического спектрометра с магнитной адиабатической коллимацией. В пятой главе кратко описано применение данного спектрометра в установке "Троицк v-mass" и приводится полученный результат по измерению массы электронного антинейтрино. В заключении сформулированы основные результаты и выводы из проделанной работы.

Научная новизна и практическая ценность работы состоит в том, что:

1. Создан новый тип электростатического спектрометра мягких электронов с магнитной адиабатической коллимацией для экспериментальной установки по измерению массы электронного антинейтрино через изучение спектра электронов от Р-распада трития. Данный прибор обладает лучшими характеристиками по сравнению с другими устройствами, созданными ранее для этих целей. Созданный спектрометр имеет чуствительность к массе электронного антинейтрино на уровне 2 эв.

2. Специально для исследования характеристик спектрометра разработан и создан искусственный монохроматический источник электронов и другая экспериментальная аппаратура.

Применение спектрометра в установке "Троицк v-масс" позволило получить лучший в настоящее время верхний предел на массу электронного антинейтрино в прямых p-распадных экспериментах. Опыт работы с данным спектрометром используется при работе над проектом

Катрин», создаваемым в Карлсруэ (Германия).

Основной материал диссертации составляют результаты полученные в 1985-1995 годах и опубликованные с следующих работах:

1. В.М.Лобашев, П.Е.Спивак, В.И.Парфенов, Н.А.Голубев, О.В.Казаченко, А.А.Голубев, Б.М.Овчинников, Е.В.Гераскин,

A.М.Белесев, А.П.Солодухин, И.В.Секачев, Н.А.Титов, Ю.Э.Кузнецов. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА р-ЧАСТИЦ. Авторское свидетельство № 1707652 (1991), заявка № 4418616 (1988).

2. С.Н.Балашов, А. И. Белесев, А. И. Блейле, Е. В. Гераскин, А.А.Голубев, Н.А.Голубев О.В.Казаченко, Б.М.Овчинников, В.М.Лобашев, П.Е.Спивак,

B.И.Парфенов. Спектрометр для измерения массы нейтрино.

Отчёт ИЯИ АН СССР, (М, 1988). ВНТИЦ, per. номер 01840069064, инв. номер 167990.

3. С.Н.Балашов, А.И.Белесев, А.И.Блейле, Е.В.Гераскин, А.А.Голубев, Н.А.Голубев, В.В.Ишкин, О.В.Казаченко, Ю.Э.Кузнецов, В.М.Лобашев, В.И.Парфенов, Б.М.Овчинников, И.В.Секачев, А.П.Солодухин, П.Е.Спивак, Н.А.Титов, И.Е.Ярыкин. Интегральный электростатический спектрометр электронов низкой энергии с магнитной адиабатической коллимацией для измерения массы покоя электронного антинейтрино. Препринт ИЯИ АН СССР, П-0617(М.,1989).

4. А.И.Белесев, А.И.Блейле, Е.В.Гераскин, А.А.Голубев, Н.А.Голубев, О.В.Казаченко, Ю.Э.Кузнецов, В.М.Лобашев, Б.М.Овчинников, И.В.Секачев, А.П.Солодухин, А.И.Федосеев, В.И.Парфенов, И.Е.Ярыкин. Сверхпроводящая система спектрометра для измерения массы покоя электронного антинейтрино. Препринт ИЯИ АН СССР, П-0615 (М.,1989).

5. S.N. Balashov, A.I.Belesev, A.I.Bleule, E.V.Geraskin, A.A.Golubev, N.A.Golubev (speaker), V.V. Ishkin, О.V. Kazachenko,' Yu. E.Kuznetsov, V.M. Lobashev, V.I. Parfenov, B.M. Ovchinnikov, I.P. Sekachev,

A.Р. Solodukhin, P.E. Spivak, N.A. Titov, I.E.Yarykin. STATUS OF THE EXPERIMENT OF INR-KIAE ON ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS MEASURING. In: Proceedings of WEIN (Montreal, 1989) 295-310.

6. A.I.Belesev, A.I.Bleule, E.V.Geraskin, A.A.Golubev, N.A.Golubev,

0.V. Kazachenko, E.P.Kiev, Yu. E.Kuznetsov, V.M.Lobashev, B.M. Ovchinnikov, V.I. Parfenov, I.P. Sekachev, A.P. Solodukhin, N.A. Titov,

1.E. Yarykin, Yu. I. Zakharov, P.E.Spivak, S.N. Balashov. RESULTS OF THE TROITSK EXPERIMENT ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY. Phys.Lett.B350 (1995) 263-272.

7. V.M.Lobashev, A.I.Belesev, A.I. Berlev, E.V.Geraskin, A.A.Golubev, N.A.Golubev, O.V. Kazachenko, Yu. E.Kuznetsov, V.S. Pantuev, L.A. Rivkis,

B.E. Stern, N.A. Titov, I.E.Yarykin , S.V. Zadorozliny, Yu. I. Zakharov. STATUS AND NEW RESULTS FROM THE EXPERIMENT "TROITSK v-MASS" ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY.

In: Proceedings of International Conference "Neutrino 96". (Helsinki, Finland, June 13-19,1996). World Scientific (1996) 264-277.

8. V.M. Lobashev, A.I. Belesev, A.I. Berlev, E.V. Geraskin, A.A. Golubev, N.A. Golubev, O.V. Kazachenko, Yu.E. Kuznetsov, L.A. Rivkis, B.E. Stern, N.A. Titov, S.V. Zadorozhny, Yu.I. Zakharov. NEUTRINO REST MASS AND ANOMALY IN THE TRITIUM BETA SPECTRUM. Nucl.Phys.B66 (1998) 187-191.

9. V.M. Lobashev, V.N. Aseev, A.I. Belesev, A.I. Berlev, E.V. Geraskin, A.A. Golubev, N.A. Golubev, O.V. Kazachenko, Yu.E. Kuznetsov, R.P. Ostroumov, L.A. Rivkis, B.E. Stern, N.A. Titov, S.V. Zadorozhny, Yu.I. Zakharov. NEUTRINO MASS AND ANOMALY IN THE TRITIUM BETA SPECTRUM. RESULTS OF "TROITSK v-MASS" EXPERIMENT. Nucl.Phys. B77(1999) 327-332

Основные результаты расчетов сверхпроводящей магнитной системы представлены в таблицах 4 и 5. В таблице 4 представлено распределение магнитного поля на оси спектрометра и вдоль силовой линии, пересекающей медианную плоскость на расстоянии 50 см от оси. Измерения выполнялись с помощью датчика Холла. Как видно из табл.4, поля в магнитных пробках составляют 7,86 тл и 2,7 тл, а в центре спектрометра - 10 гаусс. На рис. 23 показано изменение величины ларморовского радиуса прецессии электронов при движении их вдоль оси спектрометра. Значение Ларморовского радиуса в центре составляет приблизительно 350 мм.

Рис. 23. Изменение ларморовского радиуса прецессии электронов при движении их вдоль оси спектрометра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе представлено описание интегрального электростатического спектрометра с магнитной адиабатической коллимацией, созданного для изучения Р-спектра трития вблизи его граничной точки с целью определения массы электронного антинейтрино на установке "Троицк v-масс" в Институте ядерных исследований РАН. На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Создан новый тип спектрометра мягких электронов, предназначенный для измерения массы электронного антинейтрино посредством изучения спектра электронов от Р-распада трития - интегральный электростатический спектрометр с магнитной адиабатической коллимацией. Данный прибор имеет чуствительность к массе электронного антинейтрино на уровне 2 эв.

2. Разработана методика и создана экспериментальная аппаратура для исследования характеристик спектрометра.

3. Разработан и создан точечный искусственный монохроматический источник электронов на основе фотоэмиссии электронов. Интенсивность источника плавно изменятся и способна достигать значения 10V1. Энергетический разброс электронов составляет АЕ < 0.5эВ.

4. Проведены измерения основных характеристик спектрометра:

• энергетического разрешения, которое составило 3.3 эв;

• светимости - 0.3 см2;

• собственного фона.

5. Исследована природа собственного фона спектрометра и разработаны методы для его уменьшения. В результате фон спектрометра был понижен т - более чем на порядок и составляет величину 5-Ю"3 ед/сек.

В данной работе кратко описано применение интегрального электростатического спектрометра с магнитной адиабатической коллимацией в установке "Троицк v-масс" и приведены результаты измерений. На данной установке получен лучший в мире верхний предел на массу электронного антинейтрино в прямых р-распадных экспериментах. Результаты работы с данным спектрометром, а так же исследования, проведенные группой из Майнца, стали основанием для проекта "Катрин", создаваемого в Карлсруэ (Германия).

В заключении автор данной работы выражает глубокую благодарность своему научному руководителю академику РАН Владимиру Михайловичу Лобашеву за большую поддержку и помощь в работе, члену-корреспонденту РАН [П.Е.Спиваку [за плодотворное сотрудничество, а так же всему коллективу эксперимента «Троицк v-mass», особенно О.В.Казаченко, Б.М.Овчинникову, Н.А.Титову, А.А.Голубеву, Е.В.Гераскину, А.М.Белесеву, АЛ.Солодухину,

О.В.Сердюку|, В.И.Парфенову, И.В.Секачёву, С.Н.Балашову,

А.Е.Шнырёву, [Ю.Э.Кузнецову|, В.В.Чернякову за многолетнюю совместную работу.

1. M.Gell-Man, P.Ramond, R.Slansky. Complex spinors and unified theories. //Supergravity. Eds. P. van Nieuwenhuizen and D.Z.Frredman. North Holland. - Amsterdam - 1979.

2. E. Witten. Neutrino masses in the nominal 0(10) theory. //Phys.Lett. B. -1980. -V.91-P.81.

3. P.Cea. Neutrino masses in an extended left-right Symmetric model. //Phys.Lett. B. -1984. V.146. - P.75.

4. M. Roncadelli, D. Wyler. Naturally light Dirac neutrinos in gauge theoties. //Phys.Lett. B. 1983. - V.133. - P.325.

5. V.C. Rubin. The rotation of spiral Galaxies. // Science -1983. V.220. -P.1339.

6. S.M. Faber, J.S. Gallagher. Masses and mass-to-light ratios of galaxies. //Ann. Rev.Astron. Astrophys. 1979 - V. 17. - P. 135.

7. F.D.A. Hartwick. The mass of the neutrino from the dynamics of groups of galaxies. //Astrophys. Journal. 1982. - V.255. - P. L91.

8. A.Klypin, J.Holtzman, J.Primack, E.Regos. Structure formation with plus hot dark matter. //Astrophys. Journal. 1993. - V.416. -P. 1.

9. S.Levin, M.Bensadoun, G. De Amici, A.Kogut, M.Limon G.Smoot.

10. A measurement of the cosmic microwave background temperature at 7.5 GHz. //Astrophys. Journal. 1992. - V.396. - P. 3.

11. M.L. Fisher et al. A balometric millimeter-wave system for observations of anisotropy in the cosmic microwave background radiation on medium angular scales. // Astrophys. Journal. 1992. - V.388. - P. 242.

12. V. M. Lobashev. The search for the neutrino mass by direct method in the tritium beta-decay and perspectives of study it in the project KATRIN. //Nucl. Phys. A. 2003. - V.719. - P.153-160.

13. D.E. Groom (Particle Data Group Collaboration). //Eur. Phys. Journal. C. -2000. -V.15.

14. В. M. Лобашев. Доклад на заседании Совета по нейтрино Академии Наук СССР. 14 ноября 1982г.

15. S.R.Elliot, A.A.Hahn, М.К.Мое. Direct evidence for two-neutrino double decay in82Se. /IPhys. Rev. Lett. 1987 - V.59. - P. 2020.

16. T. Kirsten. //Proc. of: Nuclear Beta Dacays and Neutrino. -1986 P.81.

17. H. Klapdor-Kleingrothaus. Double beta decay Physics beyond the standard model. // Proc. of: Neutrino 96. - 1996 - P.317.

18. Б. Понтекорво. //ЖЭТФ.- 1958.-т. 6. -C.429;

19. Нейтринные опыты и вопрос о сохранении лептонного заряда. //ЖЭТФ. -1967.-t.53 -С.1717-1725.

20. В.Т. Cleveland et al. //Nucl. Phys. В. -1995. V.38 - P.47.

21. Y. Fukunda et al. Solar neutrino data covering solar cycle 22. //Phys. Rev. Lett. 1996.-V.77-P.1683.

22. P.Anselmann et al. (GALLEX Collaboration). GALLEX SOLAR NEUTRINO OBSERVATIONS: COMPLETE RESULTS FOR GALLEX II. //Phys. Lett. B. 1995. -V.357.- P.237-247.

23. J.N. Abdurashitov et al. RESULTS FROM SAGE (The Russian-American Gallium solar neutrino Experiment). // Phys. Lett. B. 1994. -V.328. -P.234-248.

24. P.Anselmann et al. (GALLEX Collaboration). IMPLICATIONS OF THE GALLEX DETERMINATION OF THE SOLAR NEUTRINO FLUX.

25. Phys. Lett. В. 1992. - V.285 -P.390-397.

26. V.Barger, R. J. N. Phillips and K. Whisnant. Long-wavelength oscillations and the new gallium solar neutrino signals. //Phys. Rev. Lett. 1992. - V.69. -P.3135-3138.

27. Y. Fukunda et al. Atmospheric uM/ue ratio in the multi-GeV energy range. //Phys. Rev. Lett. B. 1994. -V. 335-P. 237.

28. Art McDonald. SNO (Sudbury Neutrino Observatory). // Proceedings of the XIX International Conference on Neutrino physics and Astrophysics. -Sudbury. -Canada. 2000.

29. R.Becker-Szendy et al. NEUTRINO MESAUREMENTS WITH THE DETECTOR. //Nucl. Phys. B. Proc. Suppl. 1995. -V.38-P.331-336.

30. E. A.Peterson (SOUDAN 2 Collaboration). ATMOSPHERIC NEUTRINOS IN SOUDAN 2. // Proceedings of the International conference "Neutrino' 96". Helsinki. - 1996. -P.223-230.

31. C. Athanassopoulos et al. Candidate Events in a Search for -> ve Oscillations. //Phys. Rev. Lett. 1995. -V. 75-P.2650-2653.

32. D.O.Caldwell. LSND RESULTS AND THEIR IMPLICATIONS. //Proceedings of the International conference "Neutrino' 96". Helsinki. -1996. -P.182. -192.

33. A.Suzuki (for the KamLAND collaboration). Results from KamLAND Reactor Neutrino Detection. //Physica Scripta T. 2005. -V.121 - P.33-38.

34. E.Aliu (for the K2K collaboration). Evidence for muon neutrino oscillation in an accelerator-based experiment. //Phys.Rev.Lett. 2005. - V.94; (электронный ресурс) arXiv.org>hep-ex>hep-ex/0411038.

35. E. Fermi. VERSUCH EINER THEORIE DER (3-STRAHIEN. //Zeitschrift furPhysik. -1934. -V.88 -P.161-177.

36. Karl-Eric Bergkvist. A HIGH-LUMINOSITY, HIGH-RESOLUTION STUDY OF THE END-POINT BEHAVIOUR OF THE TRITIUM 0-SPECTRUM(II). THE END-POINT ENERGY OF THE SPECTRUM.

37. COMPARISON OF THE EXPERIMENTAL AXIAL-VECTOR MATRIX ELEMENT WITH PREDICTIONS BASED ON PCAC. //Nucl. Phys. B. -1972. V.39 - P.371-406.

38. D. A. Knapp. Measurement of the Electron Antineutrino Mass from the Beta Spectrum of gaseous Tritium. // Los Alamos National Laboratory. -LA-10877-t Thesis. 1986.

39. S.C.Curan, J.Angus, A.L. Состой. //Nature. 1948. -V.162. - P.302.

40. S.C. Curan, J. Angus, A.L. Cocroft. III. INVESTIGATION OF SOFT RADIATIONS- II. THE BETA SPECTRUM OF TRITIUM.

41. Phil. Mag. 1949. - V.40. -P. 53-61.

42. G. C. Hanna and B. Pontecorvo. The beta-Spectrum of H3. //Phys. Rev. -1949. -V.75. P.983-984.

43. E.P. Cooper, F.T. Rogers. COMPOSITE OF EXPERIMENTAL MEASUREMENTS OF THE ENERGY DISTRIBUTION AMONG BETA-PARTILES FROM TRITIUM. //Phys.Rev. - 1950. -V.77. -P.402-403.

44. D.R. Hamilton, W.P. Alford, L. Gross. LIMIT ON NEUTRINO MASS FROM TRITIUM BETA-SPECTRUM. //Phys. Rev.-1951. V.83 -P.215.

45. L.M. Langer, R.J.D. Moffat. THE BETA-SPECTRUM OF TRITIUM AND THE MASS OF THE NEUTRINO. // Phys. Rev. -1952. V.88 - P.689-694.

46. F.T. Porter. BETA DECAY ENERGY OF TRITIUM. //Phys. Rev. -1959. -V.115 -P.450-453.

47. R.C. Salgo, H.H. Staub. RE-DETERMINATION OF THE 0 ENERGY OF TRITIUM AND ITS RELATION TO THE NEUTRINO REST MASS AND THE GAMOV-TELLER MATRIX ELEMENT. //Nucl. Phys. A. -1969. - V.138. -P.417-428.

48. R. Daris, C. St-Pierre. BETA DECAY OF TRITIUM. //Nucl. Phys. A. -1969. V.138. -P.545- 555. ''7 '

49. Karl-Eric Bergkvist. A fflGH-LUMINOSITYrfflGH-lteSOLUTION STUDY OF THE END-POINT BEHAVIOUR OF THE TRITIUM 5

50. SPECTRUM(II). THE END-POINT ENERGY OF THE SPECTRUM (I). BASIC EXPERIMENTAL PROCEDURE AND ANALYSIS WITH REGARD TO NEUTRINO MASS AND NEUTRINO DENERACY. //Nuclear Physics B. -1972. V.39. - P.317-370.

51. Козик B.C., Любимов B.A., Новиков Е.Г. и др. //Ядерная физика. -1980. -т.32. С. 309.

52. V.A. Lubimov et al. AN ESTIMATE OF THE ue MASS FROM THE 0-SPECTRUM OF TRITIUM IN THE VALINE MOLEKULE. //Phys. Lett. B. -1980.-V.94- P.266-268.

53. Е.Третьяков. //Известия Академии Наук СССР (физ.сер.) -1975. т. 39. -С.583.

54. R. G. Н. Robertson, Т. J. Bowles, G. J. Stephenson, Jr., D. L. Wark, J. F. Wilkerson, D. A. Knapp. Limit on ue mass from observation of the beta decay of molecular tritium. //Phys. Rev. Lett. -1991. V.67 - P.957-960.

55. H.Kawakami et al. NEW UPPER BOUND ON THE ELECTRON ANTI-NEUTRINO MASS. //Phys. Lett. B. -1991. -V.256. -P.105-111.

56. E.Holzschuh, M.Fritschi, W.Kuendig. MEASUREMENT OF THE ELECTRON NEUTRINO MASS FROM TRITIUM BETA DECAY. //Phys. Lett. B. -1992. V.287. - P.381-388.

57. W.Stoeffl and D.J.Decman. Anomalous Structure in the Beta Decay of Gaseous Molecular Tritium. //Phys. Rev. Lett. 1995. -V.75 -P.3237-3240.

58. C. Weinheimer. //Course of Int. School of Physics "Enrico Fermi". -Varenna. -Italy. 2002.; e-Print Archive: hhep-ex/0210050.54."B. M; Лобашев, П. E. Спивак. К вопросу об измерении массы покоя антинейтрино. //Препринт ИЯИ АН СССР П-0291. -Москва. -1983;

59. V.M. Lobashev, P.E.Spivak. A METHOD FOR MEASURING THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS. //Nuclear Instr. and Meth. In Phys. Research A. -1985 -V.240. P.305-310.

60. V.M. Lobashev, A.I. Fedoseev, O.V. Serdyuk, A.P. Solodukhin. NUMERICAL SIMULATION OF A LOW-ENERGY ELECTRON ELECTROSTATIC INTEGRAL SPECTROMETER WITH ADIABATIC COLIMATION. //Nuclear Instr. and Meth. In Phys. Research A-1985.-V.238. P.496-499.

61. С. Н. Балашов, А. И. Белесев, А. И. Блейле, Е. В. Гераскин,

62. A.А.Голубев, Н.А.Голубев О.В.Казаченко, Б.М.Овчинников,

63. B.М.Лобашев, П.Е.Спивак, В.И.Парфенов.

64. Спектрометр для измерения массы нейтрино. //Отчёт ИЯИ АН СССР, -Москва. -1988. ВНТИЦ per. номер 01840069064. - инв. номер 167990.

65. А.И.Белесев, А.И.Блейле, Е.В.Гераскин, А.А.Голубев,' Н.А.Голубев,

66. О.В.Казаченко, Ю.Э.Кузнецов^.М.Лобашев, Б.М.Овчйнников, И.В.Секачев, А.П.Солодухин,^ А-И.Федосеев, В.И.Парфенов, И.Е.Ярыкин.

67. Сверхпроводящая система спектрометра для измерения массы покоя электронного антинейтрино. // Препринт ИЯИ АН СССР. П-0615. -Москва. - 1989.

68. Ai.Belesev, A.I.Bleule, E.V.Geraskin, A.A.Golubev, N.A.Golubev,

69. V. Kazachenko, E.P.Kiev, Yu.E.Kuznetsov, V.M.Lobashev, B.M.Ovchinnikov, V.I. Parfenov, I.P.Sekachev, A.P.Solodukhin, N.A.Titov,

70. E.Yarykin, Yu.I.Zakharov, P.E.Spivak, S.N.Balashov. RESULTS OF THE TROITSK EXPERIMENT ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY.//Phys.Lett.B. -1995.-V.350 P.263-272.

71. V.M.Lobashev, AJ.Belesev, A.I. Berlev, E.V.Geraskin, A.A.Golubev, N.A.Golubev, O.V.Kazachenko, Yu~E.Kuznetsov, V.S.Parituev, L.A.Rivkis, B.E.Stern, NATitov, I.EiYarykin, S;V.Zadorozhny, Yu.I.Zakharov.

72. STATUS AND NEW RESULTS FROM THE EXPERIMENT "TROITSK v-MASS" ON THE SEARCH FOR THE ELECTRON ANTINEUTRINO REST MASS IN TRITIUM BETA-DECAY. // Proceedings of International Conference "Neutrino 96". -Helsinki. -Finland. 1996 - P.264-277.

73. V.M. Lobashev, A.I. Belesev, A.I. Berlev, E.V. Geraskin, A.A. Golubev, N.A. Golubev, O.V. Kazachenko, Yu.E. Kuznetsov, L.A. Rivkis, B.E. Stern, N.A. Titov, S.V. Zadorozhny, Yu.I. Zakharov.

74. NEUTRINO REST MASS AND ANOMALY IN THE TRITIUM BETA-SPECTRUM. //Nucl.Phys.B. -1998. V.66. - P.187-191.

75. V.M. Lobashev. The search for the neutrino mass by direct method in the tritium beta-decay and perspectives of study it in the project KATRIN.// Nucl. Phys. A. -2003. V.719. -P.153-160.