Каждое мгновение нейтрино триллионами пронзают наши тела

Вокруг светаНаука

Летящие насквозь

Каждое мгновение они триллионами пронзают наши тела. От них невозможно спрятаться даже за толщей земного шара. Их почти невозможно поймать, но очень хочется. Они – нейтрино

Текст Анатолий Глянцев

Чтобы прочесть слово «нейтрино», нужна секунда. За эту секунду каждый квадратный сантиметр вашего тела насквозь прошили десятки миллиардов крошечных снарядов, рожденных в центре Солнца. Сейчас ночь? Неважно: нейтрино проходят через толщу земного шара, даже не замечая ее.

Пространство буквально кишит этими частицами. Одних только реликтовых нейтрино, рожденных вскоре после Большого взрыва, сотни на каждый кубический сантиметр (так, по крайней мере, считают теоретики). Их на несколько порядков больше, чем электронов, не говоря об атомах. А ведь нейтрино рождаются еще и в термоядерных топках звезд, в верхних слоях атмосферы Земли, в глубинах мантии, в ядерных реакторах, при взрывах сверхновых…

Мы не замечаем нейтрино, поскольку они не замечают нас. Эти частицы не причиняют вреда человеку, они его попросту игнорируют (в каком-то смысле, это больнее). Впрочем, как и любую другую материю. Частицы, лишенные электрического заряда и то ли почти, то ли совсем не имеющие массы, проскальзывают между электронами и атомными ядрами, почти никогда не врезаясь в них.

Поэтому нейтрино легко выскальзывают из таких уголков, откуда ничто другое не вырывается неизменным. Например, фотон, рождающийся в центре Солнца, бессчетное количество раз поглощается и вновь переизлучается веществом. Поэтому его путь к поверхности светила занимает десятки, если не сотни тысячелетий. Эта одиссея меняет фотоны до неузнаваемости: жесткие гамма-лучи становятся обыкновенным светом. А вот нейтрино, рожденные в тех же термоядерных реакциях, что и фотоны, пронзают толщу звезды, будто ничего не заметив. Они-то и позволяют астрономам буквально по полочкам разложить термоядерные реакции в центре Солнца, геофизикам – изучить распад радиоактивных элементов в мантии Земли, а специалистам по ядерной безопасности – на расстоянии заглянуть в любой реактор. Словом, нейтрино требуются всем.

Но если эти частицы высокомерно не замечают всей толщи земного шара, как заставить их снизойти до взаимодействия с детектором? К счастью, «нейтрино почти никогда не взаимодействует с материей» не означает «совсем никогда». Крайне редко какая-нибудь из этих частиц все-таки врезается в электрон или атомное ядро. Физики изобрели довольно много способов зафиксировать это знаменательное событие. Мы расскажем о самых важных.

Пусть не поймаешь нейтрино за бороду

Столкнувшись с нейтроном атомного ядра, нейтрино превращает его в протон. А число протонов, как нас учили в школе, это «паспорт» химического элемента. С семнадцатью протонами это было ядро хлора, а коль скоро их стало 18, это, простите великодушно, уже аргон. Пересчитав образовавшиеся в мишени ядра аргона, можно узнать, сколько нейтрино в нее попало. Поштучно.

Минуточку, что значит «пересчитав ядра»? В стакане воды больше атомов, чем стаканов воды в Мировом океане! Значит, нужно, чтобы атомы аргона сами заявляли о себе. Как? Своим радиоактивным распадом и сопутствующим ему излучением. К счастью, нерадиоактивный хлор-37 под ударом нейтрино превращается как раз в радиоактивный аргон-37.

Этот метод регистрации нейтрино был предложен Бруно Понтекорво, советским физиком итальянского происхождения, еще в 1946 году. «Пусть не поймаешь нейтрино за бороду / И не посадишь в пробирку, – / Было бы здорово, чтоб Понтекорво / Взял его крепче за шкирку!», – пел Высоцкий в 1960-х. Однако первые солнечные нейтрино были зарегистрированы этим методом не в СССР, а в США.

Бруно Понтекорво среди коллег и студентов

Впрочем, в 1965 году советский физик Вадим Алексеевич Кузьмин предложил еще более перспективный способ «ловли за бороду». Он основан на превращении галлия-71 в радиоактивный германий-71. Этот метод позволяет регистрировать нейтрино с энергией от 0,2 мегаэлектронвольт (МэВ), в то время как хлор-аргоновый – от 0,8 МэВ. Поэтому галлий-германиевые телескопы улавливают куда большую долю солнечных нейтрино. Сегодня в мире осталась ровно одна крупная установка этого класса. Это Галлий-германиевый нейтринный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории в Кабардино-Балкарии.

Один из четырех «этажей» Баксанского подземного сцинтилляционного телескопа (BUST), Баксанская нейтринная обсерватория

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Напоить сайгака Напоить сайгака

Удастся ли сохранить сайгаков?

Вокруг света
Огромная свалка комет: подлинная природа Плутона Огромная свалка комет: подлинная природа Плутона

Плутон больше не считают планетой, но от этого он не становится менее интересным

TechInsider
Кто такие зомби Кто такие зомби

Эволюция от послушных рабов к агрессивной нежити

Вокруг света
Дорога в облака Дорога в облака

Как новые технологии сохраняют работоспособность и безопасность данных

Цифровой океан
Во глубину сибирских руд Во глубину сибирских руд

По следам декабристов на каторгу в Сибирь

Вокруг света
Обратная эволюция: почему некоторые животные уходят с суши обратно в океан Обратная эволюция: почему некоторые животные уходят с суши обратно в океан

Как выглядели сухопутные предки китов и тюленей? Зачем они вернулись в воду?

TechInsider
Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Что такое SMAS-лифтинг и так ли он безопасен Что такое SMAS-лифтинг и так ли он безопасен

SMAS-лифтинг — безопасная альтернатива пластике?

РБК
Первые водолазы Первые водолазы

Эрнст Гаузен сумел исполнить мечту человечества о покорении подводного мира

Вокруг света
«АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации «АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации

До конца июня «АвтоВАЗ» хочет выпустить семь тысяч обновленных Lada Granta

Maxim
Пролог к мировым войнам Пролог к мировым войнам

Русско-японская война стала шоком отнюдь не только для России

Дилетант
Пляшите, вам письмо! Топ сервисов для создания временной электронной почты Пляшите, вам письмо! Топ сервисов для создания временной электронной почты

Рассказываем, что такое временный email и зачем он нужен

Цифровой океан
Будем летать на своих Будем летать на своих

Российское авиастроение получит серьезную господдержку

Эксперт
Почему не нужно бояться неизвестности Почему не нужно бояться неизвестности

Как перестать бояться будущего и изменить отношение к жизни?

Psychologies
Декоративное ничтожество? Декоративное ничтожество?

Казимир Валишевский — «ничтожество», обладающее умом и ловкостью

Дилетант
Под метановыми облаками: астрономы объяснили, почему Уран и Нептун разного цвета Под метановыми облаками: астрономы объяснили, почему Уран и Нептун разного цвета

Почему похожие планеты выглядят для наблюдателя по-разному?

Вокруг света
100 самых сексуальных женщин страны: 52-1 100 самых сексуальных женщин страны: 52-1

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Опять вляпался: 10 популярных пятен и как их вывести раз и навсегда Опять вляпался: 10 популярных пятен и как их вывести раз и навсегда

На каждое пятно найдется свой антипятин. Изучаем!

TechInsider
Лженаука на подиуме Лженаука на подиуме

Законам моды подчиняются не только прически и наряды, но и заблуждения

Вокруг света
Копать, рисовать и не заботиться о маникюре. Где и как в России непрофессионалов учат археологии Копать, рисовать и не заботиться о маникюре. Где и как в России непрофессионалов учат археологии

Как устроен парк «Аргамач», где учат археологии всех желающих

СНОБ
Однажды в июле, или что искала Анна Ахматова в Коломне Однажды в июле, или что искала Анна Ахматова в Коломне

Коломна – Зарайск – усадьба Даровое: повторяем путешествие Анны Ахматовой

СНОБ
Почему некоторые люди никогда не извиняются? Тезисы из выступления американского психолога Почему некоторые люди никогда не извиняются? Тезисы из выступления американского психолога

Почему некоторым невыносимо сложно сказать «прости»?

Правила жизни
Для охоты, общения и навигации: как рыбы научились использовать электричество Для охоты, общения и навигации: как рыбы научились использовать электричество

Человек не может обходиться без электричества. А рыбы освоили его гораздо раньше

Вокруг света
От балета до полдэнса От балета до полдэнса

Танцы помогают прийти в форму и благоприятно влияют на ментальное здоровье

Здоровье
Как снять боль, если вы обожгли язык: 8 проверенных методов Как снять боль, если вы обожгли язык: 8 проверенных методов

Обжечь язык легко, но как справиться с этой болью?

TechInsider
Восстановление после родов: что важно знать Восстановление после родов: что важно знать

Какие обследования необходимы и каких врачей лучше посетить после родов

Psychologies
Забытая точка на карте: 9 городов-призраков и заброшенных поселков России Забытая точка на карте: 9 городов-призраков и заброшенных поселков России

Заброшенные города и покинутые села России

Forbes
Су-25: чем прославился легендарный советский штурмовик Су-25: чем прославился легендарный советский штурмовик

Советский штурмовик Су-25: легенда в небесах

TechInsider
Изжога, диабет и еще 4 проблемы со здоровьем, превращающие пиво в яд Изжога, диабет и еще 4 проблемы со здоровьем, превращающие пиво в яд

6 проблем со здоровьем, при которых стоит отказаться от пива

Psychologies
Эмбер Херд и Джонни Депп: процесс против насилия или против MeToo? Эмбер Херд и Джонни Депп: процесс против насилия или против MeToo?

Что означает победа Джонни Деппа в судебном разбирательстве с бывшей женой

Эксперт
Открыть в приложении