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

Артур Гэнсон и его удивительные машины: Леонардо XX века Артур Гэнсон и его удивительные машины: Леонардо XX века

С великим Леонардо да Винчи Артура Гэнсона сравнивают с завидной регулярностью

Популярная механика
История сахара, сладкая и горькая: откуда взялась привычная нам сладость и как она изменила мир История сахара, сладкая и горькая: откуда взялась привычная нам сладость и как она изменила мир

Книга Питера Макинниса «История сахара: сладкая и горькая»

Esquire
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Пережить измену: 5 спасительных приемов Пережить измену: 5 спасительных приемов

Вы боитесь, что уже никогда не сможете простить, и что отношения испорчены

Psychologies
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Женщины меняют Петербург Женщины меняют Петербург

Вот 15 героинь нашего времени и 2022 года. Они — это уже Петербург Будущего

Собака.ru
5 выдающихся современных авторов, пишущих серьезную научную фантастику 5 выдающихся современных авторов, пишущих серьезную научную фантастику

Авторы, которые продолжают традиции «твердой» фантастики

Популярная механика
Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца

Многоствольные пушки называли органами или рибодекенами

ТехИнсайдер
Америку открыл Колумб, но почему это не отразилось в её названии? Америку открыл Колумб, но почему это не отразилось в её названии?

Почему Новый Свет не назван в честь Христофора Колумба?

Популярная механика
Зимние посиделки на кошачьем вокзале Зимние посиделки на кошачьем вокзале

Как проходят конференции в клубе "Самоучка"

ПУСК
70 вдохновляющих цитат о силе и независимости женщин 70 вдохновляющих цитат о силе и независимости женщин

Предлагаем вдохновиться цитатами о силе и независимости женщин

Cosmopolitan
Как разработки StrongArm Technologies снижают количество производственных травм Как разработки StrongArm Technologies снижают количество производственных травм

StrongArm Technologies разрабатывает экзоскелеты для рабочих

Forbes
Авангард: на телеге в XXI век Авангард: на телеге в XXI век

Для создания выставки кураторам потребовалось стать детективами

Seasons of life
Как решать конфликт с партнером по бизнесу: разбираем случай из практики Как решать конфликт с партнером по бизнесу: разбираем случай из практики

У Анастасии и Елены общий бизнес. Они обе хотят его развивать, но ссорятся

Psychologies
Как сделать, чтобы живот не урчал: 9 простых лайфхаков Как сделать, чтобы живот не урчал: 9 простых лайфхаков

Лучшие советы по преодолению урчания в животе

VOICE
Александра Урсуляк: «С возрастом становлюсь все смешнее и смешнее» Александра Урсуляк: «С возрастом становлюсь все смешнее и смешнее»

Иногда надо выплывать из своего аквариума в открытое море

Караван историй
Для самых нервных: может ли магний помочь при тревоге Для самых нервных: может ли магний помочь при тревоге

Как снизить уровень стресса, в котором ты находишься? Поможет ли магний?

Cosmopolitan
«Головы профессора Уайта». История нейрохирурга, который пытался пересадить человеческую голову «Головы профессора Уайта». История нейрохирурга, который пытался пересадить человеческую голову

Отрывок из книги Брэнди Скиллаче «Головы профессора Уайта»

СНОБ
Чем опасен синдром «хорошей девочки» Чем опасен синдром «хорошей девочки»

Приветливые и скромные женщины, слишком стараются быть хорошими. Откуда это?

Psychologies
Близкие мешают вам развиваться: что делать? Близкие мешают вам развиваться: что делать?

Мы ставим цели и порой не задумываемся, как близкие на это отреагируют

Psychologies
Как не реагировать на троллей и злобных комментаторов в соцсетях Как не реагировать на троллей и злобных комментаторов в соцсетях

Почему тролли так ужасно ведут себя в соцсетях как на них реагировать?

Psychologies
Кис-кис в каплях Кис-кис в каплях

Обычная вода может превратиться в перекись водорода

Наука и жизнь
Как говорить с близкими, если они в тревоге и панике Как говорить с близкими, если они в тревоге и панике

Как подобрать нужные слова и поддержать близких?

Cosmopolitan
Как почистить шторы, не снимая их с карниза Как почистить шторы, не снимая их с карниза

Методы чистки штор

Лиза
Рак почки: 7 ранних признаков, которые вы можете не заметить Рак почки: 7 ранних признаков, которые вы можете не заметить

Ранние признаки злокачественной опухоли почки

Популярная механика
Рыцарь гена: как ученый Николай Вавилов хотел накормить весь мир и умер от голода Рыцарь гена: как ученый Николай Вавилов хотел накормить весь мир и умер от голода

Отрывок из книги Питера Прингла, посвященной генетику Николаю Вавилову

Forbes
«Повелитель вещей». Отрывок из нового романа Елены Чижовой «Повелитель вещей». Отрывок из нового романа Елены Чижовой

Фрагмент из романа «Повелитель вещей» о обычной необычной семье

СНОБ
Марина Краснова Марина Краснова

В школе Марине Красновой прочили карьеру переводчика, а она предпочла физмех

Собака.ru
История пациента Н.М., также известного как История пациента Н.М., также известного как

Как мозг Генри Молисона помог ученым раскрыть тайну памяти

Esquire
Поговорить и не выгореть: 8 лайфхаков от сотрудников call-центра Поговорить и не выгореть: 8 лайфхаков от сотрудников call-центра

Как построить разговор так, чтобы не остаться после него опустошенным

Psychologies
Открыть в приложении