Разработка проекта универсальной ловушки для хранения ультрахолодных нейтронов

Проект направлен на прецизионное измерение времени жизни нейтрона. Сейчас наблюдается расхождение между различными измерительными методами. Все эксперименты можно разделить на три типа: пучковый, метод магнитного хранения и метод хранения в материальных ловушках. При этом результаты, полученные пучковым способом, значительно (около 10 с) отличаются от методов, использующих хранение ультрахолодных нейтронов (УХН), как в магнитных, так и в материальных сосудах. Расхождение между пучковым методом и методом хранения получило название «нейтронной аномалии» и существует уже более 10 лет. Сейчас данная проблема вызывает большой интерес. Существует ряд гипотез, пытающихся ее объяснить. Большинство предположений связано с тем, что в экспериментах с УХН есть неучтенные потери, как например дополнительный канал распада в темную материю. К настоящему моменту с увеличением точности измерений наметился ряд новых расхождений, в том числе между измерениями в материальных и магнитных ловушках. Все это указывает на возможность поиска новой физики за пределами Стандартной модели и необходимость дальнейшего улучшения точности в измерениях времени жизни нейтрона. В проекте предлагается разработка универсальной ловушки для хранения УХН. В одной установке устанавливается сразу 2 ловушки на одной оси: материальная и магнитная. Материальная ловушка изготавливается из меди и покрывается безводородным маслом фомблин. Магнитная ловушка представляет собой сборку из постоянных магнитов NdFeB. Путем поворота системы ловушек вокруг оси можно осуществить гравитационный захват УХН либо в материальную, либо в магнитную ловушку. Таким образом, на одной установке можно производить измерения и с материальной, и с магнитной ловушкой, т.е. можно сравнить материальное и магнитное хранение УХН в одинаковых условиях. Подобная схема измерений позволит избавиться от ряда систематических неопределенностей при измерениях с разными ловушками и предлагается впервые. Предлагаемый в проекте гравитационный захват УХН в магнитную ловушку является принципиально новым подходом, который до этого никогда не осуществлялся. Одним из факторов, влияющих на систематическую погрешность эксперимента, будет процесс деполяризации нейтронов в магнитном поле. Поэтому важной проблемой, которую также необходимо решить в настоящем проекте, является разработка магнитной системы, которая минимизирует вероятность деполяризации нейтрона.