Для поиска редких процессов ученые используют технологии Древнего Рима

Популярная механикаНаука

Зачем современным физикам свинцовые слитки Древнего Рима?

Для поиска чрезвычайно редких процессов, обещающих гигантский прорыв в нашем понимании современной физики, ученые используют не только самые современные детекторы, но и продукты технологии двухтысячелетней давности.

Алексей Левин

Капитан большого римского парусного торгового судна, вероятно, был весьма раздосадован, когда бросил якорь всего лишь в какой-нибудь миле от берегов Сардинии. Судно было загружено добытым в шахтах Картахены свинцом, предназначавшимся для изготовления амуниции (снарядов для пращей). Но, судя по сведениям, которые получил капитан, шансы доставить груз получателю с каждой минутой становились все более призрачными: повстанцы контролировали ближайшие порты (и даже, возможно, захватили несколько военных кораблей, так что бегство становилось бессмысленным). В конце концов чувство долга (а также и страх перед римской армией) пересилило, и капитан отдал приказ. Снизу послышались удары топоров, судно накренилось и стало медленно тонуть, в то время как матросы попрыгали в воду и уже плыли к берегу. Главное — важный стратегический груз не достался врагу.

0dfcb24d0200bcb598a0e8c771195b0d.jpg
Бета-распад обусловлен слабым взаимодействием и изменяет заряд ядра на единицу без изменения массового числа — с излучением бета-частицы (электрона или позитрона) и электронного антинейтрино или нейтрино соответственно. При двойном бета-распаде излучается две бета-частицы и два антинейтрино (или нейтрино). Двойной безнейтринный бета-распад может существовать, только если нейтрино является майорановской частицей (нейтрино тождественно антинейтрино).

Древний клад

Свинцовые слитки пролежали на дне Тирренского моря всего в полутора милях от Ористано 2000 лет, пока в 1988 году их не обнаружили местные дайверы. Находка заинтересовала итальянское Управление археологического надзора Кальяри, ее тщательно отметили на картах, но поднимать не спешили. Причина была довольно банальной: для подъема почти тысячи свинцовых слитков, каждый весом 33 кг, требовалось немало средств, которых в бюджете управления не было. Помощь пришла с неожиданной стороны: газета с заметкой о находке случайно попалась на глаза Этторе Фиорини, физику из Миланского университета Бикокка. Оказалось, что римский свинец очень нужен физикам. Нужен настолько, что итальянский Национальный институт ядерной физики (INFN) предложил оплатить операцию по подъему груза с затонувшего римского судна в обмен на «долю клада» в натуральном виде. Археологи и историки, скрепя сердце и скрипя зубами, согласились, и в 1991 полторы сотни слитков были переданы итальянским физикам, которые изготовили из них свинцовые экраны для детекторов, установленных в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии.

2628772173d3ff6695684ab6423a7e5d.jpg
В основе детекторов коллаборации CUORE лежат болометры, с помощью которых пытаются обнаружить распад теллура-130. 988 кристаллов диоксида теллура одновременно служат и болометрами, и потенциальными источниками двойного безнейтринного бета-распада. Они собраны в 19 колонок и охлаждены до температуры в 10 мК, при которой их теплоемкость столь мала, что даже попадание отдельной частицы вызывает повышение температуры, обнаруживаемое с помощью термисторов. По величине этого повышения можно вычислить энергию попавшей частицы, а в случае двойного безнейтринного бета-распада в энергетическом спектре будет наблюдаться пик в 2527 кэВ.

«Выдержанный» металл

Зачем же работа римских металлургов понадобилась современным физикам? Дело в том, что свежевыплавленный из руды свинец содержит небольшие примеси нестабильных элементов. В основном это изотоп свинец-210, претерпевающий бета-распад с периодом полураспада 22,3 года. На качестве амуниции для пращей это, конечно, никак не сказывается, как и для огромного количества современных применений, а вот для физиков имеет принципиальное значение. Свинец используется как материал для экранирования сверхвысокочувствительных детекторов во многих экспериментах по обнаружению различных частиц. Поскольку недавно добытый свинец сохраняет слабую природную радиоактивность, он служит источником помех и, по словам Этторе Фиорини, не подходит для подобных задач. Обычно в таких случаях используют особый свинец, обедненный 210-м изотопом, но его цена очень высока. Поэтому римские слитки, в которых за 2000 лет распалась б? льшая часть свинца-210, оказались весьма кстати. Исследования, проведенные физиками из INFN, показали, что уровень остаточной

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов

Что именно нужно есть, а от чего лучше отказаться для здоровья сердца и сосудов

Популярная механика
Много лет без бед: история отношений Анны Курниковой и Энрике Иглесиаса Много лет без бед: история отношений Анны Курниковой и Энрике Иглесиаса

Анна Курникова и Энрике Иглесиас являются одной из самых крепких пар среди звезд

VOICE
Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву

Традиционная классификация травоядных не отражает реальную картину их рационов

ТехИнсайдер
Цикл стресс-реакции: что это и как его завершить? Цикл стресс-реакции: что это и как его завершить?

В чем разница между стрессом, стрессором и стресс-реакцией?

Psychologies
Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки

Почти у каждой сказки, которую вы читали в детстве, есть версия 18+...

ТехИнсайдер
Возможна ли дружба между мужчиной и женщиной? Возможна ли дружба между мужчиной и женщиной?

Какое место занимает сексуальность в отношениях друзей разного пола?

Psychologies
Прячем деньги в квартире: плохие и хорошие идеи тайников Прячем деньги в квартире: плохие и хорошие идеи тайников

Куда прятать деньги, золотые кольца и картины Моне тем, кто хранит их дома?

Cosmopolitan
В индонезийском питомнике родился детеныш вымирающего суматранского носорога В индонезийском питомнике родился детеныш вымирающего суматранского носорога

Без разведения в неволе суматранские носороги обречены на исчезновение

N+1
Шутки в сторону! Почему Жириновский на самом деле не так прост Шутки в сторону! Почему Жириновский на самом деле не так прост

Владимир Жириновский — нереалистичный или гениальный?

Cosmopolitan
Эти женщины притворялись мужчинами, чтобы получить признание. Удивительные истории прошлого, которые изменили мир Эти женщины притворялись мужчинами, чтобы получить признание. Удивительные истории прошлого, которые изменили мир

Перед вами истории пяти женщин, которые помогли изменить права женщин в мире

ТехИнсайдер
Искусство жить Искусство жить

Интерьер, который балансирует между классикой и авангардом

SALON-Interior
Я и моя тень: Ревва, Малышева и еще 5 звезд, у которых есть близнецы и двойняшки Я и моя тень: Ревва, Малышева и еще 5 звезд, у которых есть близнецы и двойняшки

Близнецы и двойняшки знаменитостей, о которых вы, скорее всего, не слышали

VOICE
Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца

Многоствольные пушки называли органами или рибодекенами

ТехИнсайдер
Вертолёт Ingenuity работает на Марсе уже второй год: он будет помогать роверу Perseverance Вертолёт Ingenuity работает на Марсе уже второй год: он будет помогать роверу Perseverance

Вертолёт Ingenuity вот-вот начнёт свой второй год работы на Марсе

Популярная механика
«Выбывшая»: сериал о миллиардере Элизабет Холмс, обманувшей всю Кремниевую долину «Выбывшая»: сериал о миллиардере Элизабет Холмс, обманувшей всю Кремниевую долину

История мошенницы и основательницы компании Theranos — сериал «Выбывшая»

Forbes
Самые большие клетки на Земле: таких крупных одноклеточных вы точно еще не видели! Самые большие клетки на Земле: таких крупных одноклеточных вы точно еще не видели!

Рассказываем о рекордсменах среди одноклеточных

Популярная механика
Как удалить все с компьютера без возможности восстановления Как удалить все с компьютера без возможности восстановления

Что делать, чтобы стереть информацию с компьютера полностью

CHIP
«Мне нужно время для себя»: как перестать говорить «да» в ущерб своим интересам «Мне нужно время для себя»: как перестать говорить «да» в ущерб своим интересам

Отрывок из книги Кристин Нефф «Внутренняя сила»

Forbes
Эпохальные сцены: 12 самых необычных театров мира Эпохальные сцены: 12 самых необычных театров мира

Xтобы быть актуальнее и ближе к зрителю, театр нуждается в свежем взгляде

Вокруг света
MUJEVA: «Была готова приплачивать сама, чтобы мои песни слушали» MUJEVA: «Была готова приплачивать сама, чтобы мои песни слушали»

MUJEVA — на что копит деньги и за что ее хейтят?

ЖАРА Magazine
Женщина, которая родила кроликов: история Мэри Тофт Женщина, которая родила кроликов: история Мэри Тофт

Мэри Тофт родила кроликов – и об этом знал каждый в Лондоне

Cosmopolitan
Топ-7 отечественных платформ для блогеров: лучшие альтернативы запрещенных соцсетей Топ-7 отечественных платформ для блогеров: лучшие альтернативы запрещенных соцсетей

Альтернативы популярным платформам в российском сегменте

CHIP
Магомет идет к горе Магомет идет к горе

Мобильная станция, в которой содержится около 7–8 т различных видов масел

Популярная механика
Хомяки: питание, привычки и другие интересные факты Хомяки: питание, привычки и другие интересные факты

Что мы знаем о хомяках?

Популярная механика
Что случилось с климатом: миссия знаменитого экспедиционного корабля «Метеор» Что случилось с климатом: миссия знаменитого экспедиционного корабля «Метеор»

Отрывок из книги «Что случилось с климатом»

Популярная механика
Какая у вас роль в семье? Какая у вас роль в семье?

Цель этого теста — помочь вам узнать, каков ваш персонаж в семейной группе

Psychologies
Как не попасть в ловушку псевдо-ЗОЖ: рекомендации нутрициолога Как не попасть в ловушку псевдо-ЗОЖ: рекомендации нутрициолога

К сожалению, некоторые попадают в ловушку «псевдо-ЗОЖа»

Psychologies
Ко всем — нежно: как наладить отношения в паре. Интервью с психологом Ко всем — нежно: как наладить отношения в паре. Интервью с психологом

С какими трудностями встречаются влюбленные и как их правильно решать

РБК
От «лебедей» до BANI: как подготовиться к неприятному миру и функционировать в нем От «лебедей» до BANI: как подготовиться к неприятному миру и функционировать в нем

Как бизнесу выжить в таком непредсказуемом мире

Forbes
Что умели водители в СССР: эти навыки всегда пригодятся Что умели водители в СССР: эти навыки всегда пригодятся

Советские водители знали, как эксплуатировать и обслуживать автомобиль

РБК
Открыть в приложении