Як зловити нейтрино

0
53


Как поймать нейтрино наука,физика
Якщо не знати, що зображено на цій ілюстрації, то здогадатися навряд чи вийде. Можна, звичайно, припустити, що це якийсь науковий прилад, але от який саме? Пам’ятаєте вірш про впертого Хому?
– Неправда! – Фома каже – Це брехня!
Зовсім цей слон на слона несхожий!
Так от, на всіх трьох ілюстраціях зображено телескоп – тільки не треба робити круглі очі і говорити, що «цей телескоп зовсім не схожий на телескоп». Несхожий, але так воно і є. Просто це не простий телескоп, а нейтринний!
Как поймать нейтрино наука,физика
Нейтринний телескоп в Онтаріо
Нейтрино – це крихітна, набагато менше атома, елементарна частинка, одна з частинок, що утворюють нашу Всесвіт. Нейтрино – частка незвичайна: надзвичайно маленька по масі, не володіє електричним зарядом, вона просто чертовски «неохоче» вступає в реакції з іншими частинками. Нейтрино народжуються під час ядерних реакцій в надрах зірок і планет, зіткнень чорних дір та інших цікавих явищ – але речовина нашого Всесвіту (в тому числі ми з вами) для нейтрино абсолютно прозоро! Тільки уявіть собі: кожну секунду крізь вас пролітають десятки мільярдів нейтрино – але ви цього не помічаєте, настільки ця частинка «неконтактна».
Как поймать нейтрино наука,физика
Нейтринний телескоп ANTARES
Однак спостерігати космічні нейтрино для вчених дуже важливо – адже ці частинки можуть дуже багато «розповісти» про тих процесах, які відбуваються у ядерних реакторах, всередині сонячного ядра, і взагалі – всередині самих різних об’єктів, розташованих далеко в космічному просторі! Щоб «зловити» нейтрино, астрономам доводиться застосовувати дуже тонкі і складні методи. Наприклад, якщо народжене в ядрі зірки нейтрино зіткнеться з зарядженої легкою часткою (електроном), воно розжене його до дуже високої швидкості – при цьому утворюється випромінювання, яке можуть зафіксувати датчики-фотоумножители.
Проте, самі розумієте, навколо нас постійно «літають» мільйони сторонніх частинок, що стикаються один з одним, і виявити в цьому хаосі одну-єдину спалах випромінювання не вийде – в точності, як почути тихий шепіт під час галас на великій перерві в школі. Тому нейтринні телескопи (детектори) розміщають глибоко під землею або під водою. Наприклад, Баксанский галій-германієвий нейтринний телескоп на Північному Кавказі розташовується в спеціальному тунелі на глибині 2100 метрів від поверхні. Інший російський нейтринний телескоп знаходиться під водою озера Байкал, на глибині 1 кілометра. Товща гірських порід (або води) поглинає всі «сторонні» частинки, дозволяючи фіксувати прилітають з космосу нейтрино.
Как поймать нейтрино наука,физика
Нейтринний телескоп на Байкалі
Наскільки чутливий нейтринний телескоп? У 1987 році нейтринний телескоп Камиоканде в Японії зафіксував потужний потік нейтрино від наднової зірки SN1987A у Великій Магеллановій Хмарі. Тоді вчені «зловили» 19 (літерами: дев’ятнадцять) нейтрино з октодециллиона нейтрино, народжених при спалаху наднової. Що таке октодециллион? Це число з одиниці і 57 нулів після:
1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
Как поймать нейтрино наука,физика
Залишок наднової зірки SN1987A
Уявляєте? Телескоп Камиоканде розташований під землею на глибині 1 кілометра – це гігантська металева сфера, заповнена водою (50 000 тонн); на внутрішній поверхні сфери встановлено 11 000 датчиків-фотоумножителей для «лову» космічних нейтрино.